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        研究表明蛋白質(zhì)如何控制果蠅翅膀的發(fā)育
        
			
        
				2019-01-19 10:20:00
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        人類(lèi)胚胎中的細(xì)胞如何知道它們?cè)隗w內(nèi)的位置以及它們應(yīng)該如何發(fā)育?為什么某些細(xì)胞形成手指而其他細(xì)胞不形成?弗萊堡生物學(xué)家通過(guò)展示為什么靜脈在果蠅翅膀的特定點(diǎn)形成來(lái)解釋控制這些步驟的機(jī)制。蛋白質(zhì)Pentagone在翅膀中傳播特定信號(hào)，告訴細(xì)胞如何表現(xiàn)。
        

        研究表明蛋白質(zhì)如何控制果蠅翅膀的發(fā)育
        

        “生物果蠅(Drosophila melanogaster)中這種發(fā)育步驟至關(guān)重要的蛋白質(zhì)Dpp和Pentagone在人體中也以類(lèi)似的形式存在，”Freiburg生物學(xué)家Giorgos Pyrowolakis博士說(shuō)。“在這項(xiàng)研究中闡明的基本原則在人類(lèi)中也很活躍，他們可能控制細(xì)胞形成手指的地方。” Pyrowolakis和團(tuán)隊(duì)，包括珍妮弗Gawlik，馬克·諾曼博士亞歷山大Springhorn，和羅賓VUILLEUMIER發(fā)表了他們的研究結(jié)果在雜志網(wǎng)上生活。將來(lái)，這些結(jié)果可能有助于我們了解發(fā)育障礙的起源。
        

        蛋白質(zhì)Dpp以各種濃度位于細(xì)胞區(qū)域中。位于未來(lái)機(jī)翼中間的細(xì)胞產(chǎn)生Dpp。蛋白質(zhì)擴(kuò)散到組織中的其余細(xì)胞，在此過(guò)程中變得不那么集中。在數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)中，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為濃度梯度。細(xì)胞根據(jù)其在梯度中的位置激活不同的基因。每個(gè)細(xì)胞都由其中激活的基因指定發(fā)育，并且當(dāng)達(dá)到某些閾值時(shí)靜脈發(fā)育。因此，梯度決定了果蠅翅膀的靜脈之間的距離。
        

        位于距離Dpp源最遠(yuǎn)的細(xì)胞產(chǎn)生Pentagone。沒(méi)有這種蛋白質(zhì)，細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)中就沒(méi)有濃度梯度，Dpp會(huì)在生產(chǎn)點(diǎn)停留。如果在果蠅中關(guān)閉Pentagone的基因，則昆蟲(chóng)的翅膀較小并且外部靜脈缺失。“Pentagone導(dǎo)致Dpp繼續(xù)傳播，”Pyrowolakis解釋說(shuō)，“從而延長(zhǎng)了蛋白質(zhì)的分布范圍。”
        

        弗萊堡生物學(xué)家在他們的研究中闡明了這些過(guò)程背后的分子機(jī)制。Dpp與未來(lái)翼中位于細(xì)胞表面的受體結(jié)合，并在細(xì)胞中啟動(dòng)信號(hào)級(jí)聯(lián)。信號(hào)級(jí)聯(lián)根據(jù)Dpp結(jié)合多少受體激活不同的基因。Pentagone與受體的特定部分結(jié)合，即所謂的共受體。它們像觸須一樣起作用，“抓住”蛋白質(zhì)并將它們傳遞給受體。Pentagone使共同受體被推入細(xì)胞中被分解。這減少了可以結(jié)合并傳遞細(xì)胞上的Dpp的共受體的量，導(dǎo)致受體活性降低。Pentagone的濃度梯度與Dpp的濃度梯度相反。細(xì)胞越接近Pentagone產(chǎn)生的位置，它可以綁定的Dpp越少。調(diào)整Pentagone的量以匹配Dpp的量。“當(dāng)機(jī)翼生長(zhǎng)時(shí)，Dpp梯度也會(huì)擴(kuò)大，”Pyrowolakis說(shuō)。“Pentagone以類(lèi)似于恒溫器調(diào)節(jié)溫度的方式調(diào)節(jié)梯度。”
        
			

			
          
        
			
        
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