控制活細胞內的運動

顯微鏡使研究人員能夠控制活細胞內的運動

生物細胞內的簡單運動，例如細胞質流 - 液體細胞內部 - 被廣泛認為是細胞和復雜生物發(fā)育所必需的。但是由于缺乏合適的工具，這種細胞內運動到目前為止還沒有被假設為測試?，F(xiàn)在，來自德累斯頓馬克斯普朗克分子細胞生物學和遺傳學研究所(MPI-CBG)的一組研究人員發(fā)現(xiàn)了一種誘導和控制活細胞和早期胚胎運動的方法。Moritz Kreysing團隊不是僅僅通過顯微鏡進行觀察，而是通過一種名為FLUCS的新細胞生物學技術，積極引導蠕蟲胚胎的中心發(fā)育過程。這種新的顯微鏡范例為系統(tǒng)地了解復雜生物如何發(fā)展以及保護它們免受故障和疾病保護鋪平了道路。這些研究結果發(fā)表在最新一期的期刊上自然細胞生物學。

生物學中的一個核心問題是整個生物是如何從單個受精卵中發(fā)育出來的。盡管近年來基因研究已經(jīng)揭示了對這一神秘主題的深刻見解，但發(fā)展的一個特定方面仍然是難以捉摸的。對于有機體開發(fā)結構體，生物分子需要移動到胚胎內的特定位置，類似于建筑工地上的建筑材料。細胞內這種物質分布的一個特別重要的例子是胚胎的極化，它定義了蠕蟲的頭部和尾部將在哪里生長。但直到現(xiàn)在，仍然存在爭議，哪種運輸機制如此精確地定義了這種頭尾極化，因為在不傷害胚胎的情況下不可能移動胚胎內部。

Moritz Kreysing與MPI-CBG的其他團隊以及德累斯頓工業(yè)大學數(shù)學與生物技術中心合作的研究團隊現(xiàn)已成功地通過非侵入性誘導活胚胎的受控流動激光技術稱為FLUCS(聚焦光誘導 - 細胞質 - 流)。借助這一真正具有革命性的工具(見圖)，研究人員能夠探測胚胎極化過程中細胞質運動的功能。

該研究的主要作者MatthäusMittasch表示：“通過FLUCS，生長胚胎的顯微鏡變得真正具有互動性”。事實上：在現(xiàn)實的計算機模擬的幫助下，研究人員甚至設法用FLUCS逆轉蠕蟲胚胎的頭到尾身體軸線，導致倒置發(fā)育。與德累斯頓系統(tǒng)生物學中心有雙重聯(lián)系的首席研究員Moritz Kreysing總結道：“積極移動生物細胞內部的能力將有助于了解這些細胞如何改變形狀，如何移動，分裂，響應外部信號，最終是如何通過微觀運動引導整個生物體出現(xiàn)。“ 在醫(yī)學方面，F(xiàn)LUCS有可能提高我們對發(fā)育缺陷的理解，輔助體外受精，有機體克隆和新藥的發(fā)現(xiàn)。

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