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蛋白质鼓励相似的发育中的细胞聚集在一起

东北大学的科学家们首次提供了实验证据,表明细胞粘性有助于它们在发育过程中保持正确的分类。一种蛋白质以其在免疫系统中的作用而闻名,从而使细胞紧密结合在一起的方式(称为细胞粘附)似乎得以实现。研究结果在“自然通讯”杂志上进行了详细阐述。

长期以来,科学家一直观察到尚未专门化的细胞以一种方式移动,以确保发往特定组织的细胞群保持在一起。1964年,美国生物学家马尔科姆·斯坦伯格(Malcolm Steinberg)提出,具有相似粘附性的细胞会相互接触以最大程度地减少能源消耗,从而产生热力学稳定的结构。这称为差异粘附假设。

东北大学实验室的Erina Kuranaga说:“许多其他理论著作都强调了细胞间粘附力差异对分离细胞群并维持它们之间的界限的重要性,但尚未在动物上皮组织中得到证实。”领导调查的组织遗传学动力学。“我们的研究首次表明,细胞分选受粘附力变化的调节。”

Kuranaga和她的团队在果蝇p上进行了实验,发现一种名为Toll-1的基因在这种粘附过程中起着重要作用。

随着果蝇从不成熟的幼虫阶段发展到成熟的成虫,称为上皮细胞的上皮组织形成细胞会聚集成腹部的多个“巢”。每个巢包含一个前腔和一个后腔。组织细胞注定要取代幼虫细胞以形成成年表皮,即覆盖果蝇的最外层。每个隔室中的细胞形成离散的细胞群,因此它们需要粘在一起,并在它们之间形成明显的边界。

Kuranaga和她的团队使用荧光标签观察到Toll-1蛋白主要在后房表达。其荧光还显示出两个隔室之间的清晰边界。

进一步的研究表明,Toll-1发挥粘附分子的功能,鼓励相似的细胞粘在一起。此过程使两个隔室之间的边界保持直线,纠正了由于细胞分裂而增加的数量而引起的变形。

有趣的是,Toll蛋白以识别入侵的病原体而闻名,对其免疫系统以外的工作知之甚少。

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