通过在生长的植物叶子中的简单扩散来建立形态发生素梯度

在9月5日发表在Biophysical Journal上的一篇文章中，日本冈崎综合生物科学研究所和日本国家基础生物学研究所的Kensuke Kawade副教授表明，转录共激活因子ANGUSTIFOLIA3(AN3)沿叶近端形成信号梯度。到远端轴以确定细胞增殖结构域。特别地，通过实验和理论方法，他们证明在生长组织中的纯扩散足以解释AN3梯度形成。这项工作提供了证据表明，基于扩散的形态发生模型在多细胞生物的发育模式中是可行的。

信号分子的空间梯度对于建立多细胞生物的发育模式至关重要。大约半个世纪前，研究人员提出了一种理论，即来自限制源的信号分子的纯扩散可以解释这种组织尺度梯度的建立(Crick，1970)。尽管这种基于扩散的模型在开发中占据突出地位，但主要在动物中进行的定量研究尚未在多细胞组织中证明这种简单的机制。

在生物物理学杂志上发表的一篇文章中，Oawb / NIBB的Kawade博士团队与法国Jacques Monod研究所，日本立教大学和日本东京大学的科学家合作解决了长期存在的问题。基于扩散的形态发生素梯度形成模型。他们使用跨尺度FRAP(光漂白后荧光恢复)测定法测量了通过胞间连丝(plasmodesmata)的分子运输，胞质连接是植物中直接连接相邻细胞的独特细胞通道。该分析揭示了扩散分子运输的生物物理特性通过plasmodesmata。基于这种基于扩散的框架，他们证明了AN3梯度可以通过在发育中的叶原基中通过胞间连丝的纯扩散过程来实现。因为AN3信号梯度对应于细胞增殖结构域，所以该研究可以解释在叶发育期间如何调节细胞增殖的空间和时间动态以及因此组织生长。

这些发现为理解扩散如何控制多细胞生物体中的发育模式提供了重要的一步。

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