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胚胎发育过程中的细胞接触决定了细胞的命运

人类平均有大约37.2万亿个细胞。但细胞可以分化成数千种不同的功能。细胞如何“知道”要实现哪种功能?在今天发表于发展细胞的论文中,奥地利科学技术研究所(IST奥地利)的Carl-Philipp Heisenberg小组,包括第一作者和博士。学生Vanessa Barone阐明了细胞的命运是如何决定的。首次,他们报告了细胞 - 细胞接触持续时间与细胞功能规格之间的正反馈回路。

胚胎发育过程中的细胞接触决定了细胞的命运

细胞不只是被动地并排坐在一起。相反,相邻小区可以彼此形成接触 - 从一个小区到另一个小区的不同大小,强度和持续时间的连接。海森堡和他的团队使用斑马鱼来研究细胞和细胞 - 细胞接触形成之间的信号传导是否相互影响,并影响细胞命运的确定方式。

研究人员观察了形成前轴中内胚层的祖细胞,这些祖细胞产生了发育中胚胎的头部中胚层或内胚层。在该系统中,作者确定了细胞 - 细胞接触形成和细胞命运规范之间的正反馈循环:当中内胚层祖细胞形成持久的细胞 - 细胞接触时,它们成为头部中胚层细胞类型,而短暂的接触导致内胚层细胞类型。

细胞 - 细胞接触形成和细胞命运规范通过接触形成相互促进,触发高Nodal /TGFβ介导的细胞 - 细胞信号传导,这是头部中胚层细胞命运规范和分化所必需的;反过来,节点信号传导促进细胞 - 细胞接触的形成。因此,作者确定了细胞 - 细胞接触持续时间(与例如细胞 - 细胞接触的数量或大小相反),作为控制胚胎发育期间决定二元细胞命运决定的细胞 - 细胞信号传导水平的关键特征。

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