對卵細(xì)胞新研究

研究人員Tomimi Tani說：“發(fā)育生物學(xué)中-有趣和神秘的部分是動(dòng)物體軸的起源。”Tani在研究之時(shí)是Eugene Bell中心的MBL科學(xué)家，現(xiàn)任職于日本國立工業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所。

Tani和Ishii Hirokazu的工作本周在《細(xì)胞分子生物學(xué)》上發(fā)表，表明父母雙方都對其子代的身體定向做出了貢獻(xiàn)。對于研究中所研究的動(dòng)物種類(海鞘)，母親的輸入設(shè)置了后腹軸，而父親的輸入則設(shè)置了頭尾軸。

塔尼說：“要建立發(fā)育中的動(dòng)物胚胎的身體計(jì)劃，就需要母親和父親的暗示。”

馬薩諸塞州伍茲-卵細(xì)胞開始時(shí)呈圓形斑點(diǎn)。受精后，它們會(huì)從頭到尾，從頭到尾以及從左到右的方向開始轉(zhuǎn)變?yōu)槿耍?，魚或其他動(dòng)物。究竟是什么設(shè)定了這些身體定向的方向，但人們尚未想到。現(xiàn)在，海洋生物實(shí)驗(yàn)室(MBL)的研究人員已經(jīng)對這種細(xì)胞重排的開始進(jìn)行了成像，他們的發(fā)現(xiàn)有助于回答一個(gè)基本問題。

這項(xiàng)研究解決了發(fā)育生物學(xué)中的基本問題，也可能提供有關(guān)為何有時(shí)出錯(cuò)的線索。這些知識(shí)可以使醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域受益。

關(guān)于體軸如何設(shè)置的普遍理論是，卵內(nèi)的肌動(dòng)蛋白絲參與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)和收縮，使卵受精后的細(xì)胞質(zhì)物質(zhì)重排。但是要看到這種情況一直是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)樵撨^程的開始迅速發(fā)生，并且在活細(xì)胞內(nèi)的距離很小。

為了克服這些障礙，Tani和Ishii使用了熒光偏振顯微鏡，這種技術(shù)是由Tani，Shalin Mehta(現(xiàn)為Chan Zuckerberg Biohub)和MBL高級(jí)科學(xué)家Rudolf Oldenbourg以及其他機(jī)構(gòu)的科學(xué)家于幾年前在MBL上開發(fā)的。這項(xiàng)技術(shù)使對事件進(jìn)行成像成為可能，該事件以納米為單位測量，或者比人的頭發(fā)直徑小數(shù)千倍。該方法對于Tani和其他人也是一種熟悉的方法。

Tani指出：“使用偏振光查看分子順序的動(dòng)力學(xué)是MBL成像的傳統(tǒng)，”這是1950年代ShinyaInoué對活細(xì)胞進(jìn)行開創(chuàng)性研究的開端。

偏振時(shí)，光波僅在一個(gè)方向上部分或全部振蕩：上/下，左/右，順時(shí)針/逆時(shí)針等。這就是為什么濾光片可以使偏振光沿一個(gè)方向通過，但在旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)阻止偏振光通過的原因。

Tani和Ishii將熒光探針分子附著在海鞘(Ciona)卵中的肌動(dòng)蛋白上，當(dāng)用正確的光照亮?xí)r，熒光分子發(fā)光。海鞘(Ciona)是一種海洋物種，研究人員經(jīng)常將其作為動(dòng)物發(fā)育的模型進(jìn)行研究。塔尼說，探針-肌動(dòng)蛋白的連接非常牢固，這使得顯微鏡可以通過偏振光檢測肌動(dòng)蛋白分子的取向。