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        胚胎模式系統(tǒng)揭示了細(xì)胞協(xié)調(diào)創(chuàng)造驚人的精確的模式
        
			
        
				2018-11-30 17:25:22
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			  來(lái)源：
			
        
		
        
				
		
        
			
        隨著胚胎的發(fā)展從一點(diǎn)一滴的原始細(xì)胞,它的模式為精確、空間組織和組織區(qū)域。這就要求單個(gè)細(xì)胞協(xié)調(diào)長(zhǎng)距離彼此通過(guò)釋放和檢測(cè)專(zhuān)用信號(hào)分子。如何細(xì)胞,只有用這種間接的方式交流,創(chuàng)建這樣的精確模式?
        

        胚胎模式系統(tǒng)揭示了細(xì)胞協(xié)調(diào)創(chuàng)造驚人的精確的模式
        

        加州理工學(xué)院的研究人員開(kāi)發(fā)了一種方法來(lái)重現(xiàn)在培養(yǎng)皿中細(xì)胞間的溝通過(guò)程,是在胚胎組織模式。通過(guò)這樣做,他們已經(jīng)建立了一個(gè)更簡(jiǎn)單、更容易的方式來(lái)觀(guān)察和操縱這個(gè)基本的過(guò)程。使用這種方法,研究人員專(zhuān)注于通信系統(tǒng)“刺猬信號(hào)通路,建立了空間組織結(jié)構(gòu)在不同組織和器官。他們發(fā)現(xiàn)途徑擁有一個(gè)復(fù)雜的分子電路架構(gòu),有助于確保精確的模式。
        

        的工作是在實(shí)驗(yàn)室完成Elowitz邁克爾生物學(xué)和生物工程教授霍華德•休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員,生物工程執(zhí)行官。研究結(jié)果發(fā)表在一篇出現(xiàn)在5月4日出版的《科學(xué)》雜志上。
        

        刺猬通路的正常運(yùn)行至關(guān)重要中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)展,四肢,和許多其他器官和組織。Hedgehog-related基因缺陷導(dǎo)致發(fā)育疾病。了解Hedgehog途徑正是組織細(xì)胞空間將使研究人員能夠預(yù)測(cè)路徑的行為,因此反應(yīng)藥物。此外,新技術(shù)工程self-patterning細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室里可以幫助打開(kāi)新方法工程師空間復(fù)雜組織用于再生醫(yī)學(xué)。
        

        在胚胎中,某些細(xì)胞(發(fā)送方)通過(guò)發(fā)布廣播信息分子,稱(chēng)為形態(tài)因子,通過(guò)細(xì)胞間擴(kuò)散的環(huán)境和周?chē)募?xì)胞(“接收方”)。接收器接近發(fā)送者遠(yuǎn)比細(xì)胞形態(tài)因子。細(xì)胞使用這些定量差異來(lái)找出他們?cè)谀睦?他們應(yīng)該成為什么類(lèi)型的細(xì)胞。這樣一個(gè)看似不穩(wěn)定機(jī)制產(chǎn)生完美的一遍又一遍地胚胎是一個(gè)長(zhǎng)期存在的難題。
        

        而不是處理復(fù)雜的胚胎,許多過(guò)程同時(shí)發(fā)生,很難觀(guān)察和擾亂特定基因研究人員創(chuàng)建了一個(gè)組織如層細(xì)胞培養(yǎng)皿中。他們開(kāi)始與小鼠成纖維細(xì)胞;成纖維細(xì)胞負(fù)責(zé)形成動(dòng)物組織的框架結(jié)構(gòu)。這些細(xì)胞“白板”,他們并不會(huì)形成自己的組織模式。然后團(tuán)隊(duì)綜合改造成纖維細(xì)胞產(chǎn)生和應(yīng)對(duì)擺渡聲波刺猬,細(xì)胞用來(lái)估計(jì)他們的立場(chǎng)在發(fā)展中組織.
        

        在感應(yīng)聲波刺猬,每個(gè)細(xì)胞啟動(dòng)一組信號(hào)繼電器,修改自己的基因表達(dá)。團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)基因細(xì)胞發(fā)光藍(lán)發(fā)送聲波刺猬信號(hào)時(shí),或發(fā)光黃色當(dāng)收到一個(gè)信號(hào)。通過(guò)這種方式,他們可以觀(guān)看實(shí)時(shí)消息流從細(xì)胞到細(xì)胞。
        

        重要的是,這個(gè)新系統(tǒng)允許研究人員有效地重建途徑,玩它的架構(gòu)來(lái)幫助他們了解特性使系統(tǒng)產(chǎn)生高度精確的空間格局。通過(guò)修改基因的途徑,然后使用顯微鏡電影觀(guān)察細(xì)胞行為,研究人員發(fā)現(xiàn),Hedgehog途徑有一個(gè)不尋常的分子結(jié)構(gòu),確保細(xì)胞間通信的準(zhǔn)確性。
        

        “在生物學(xué)中,我們更好地撕系統(tǒng)比把它們聯(lián)系在一起,”該研究的第一作者說(shuō),博士后學(xué)者Pulin李。“所以,重建一個(gè)多細(xì)胞模式系統(tǒng)以外的胚胎可以揭示原則將很難發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)的方式。”
        

        “在這里我們知道某些特性的刺猬體系做一次被認(rèn)為是神秘的,甚至counterintuitive-actually一起工作在一個(gè)美麗的方式,以確保精確的模式,“Elowitz說(shuō)。“這只是一個(gè)開(kāi)始。有了這個(gè)系統(tǒng),我們現(xiàn)在可以想象編程細(xì)胞生成更復(fù)雜的模式行為,使組織的設(shè)計(jì),合成生物學(xué)的一個(gè)主要目標(biāo)。”
        
			

			
          
        
			
        
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