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新型细胞器迁移体的产生机制及其生理功能研究取得新进展

发布时间:2019-09-05 16:23:51 | 来源:【科技部 2019年09月05日】
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迁移体是一种新发现的膜性细胞器,目前对其形态、发生机制、生理功能等研究都处在初期阶段。在国家重点研发计划“蛋白质机器与生命过程调控”重点专项的支持下,清华大学俞立教授团队与合作者在迁移体的产生机制、生物学功能等方面取得一系列进展。

为了揭示迁移体的产生机制,俞立教授课题组与以色列特拉维夫大学课题组合作,发现了Tspan4蛋白质及胆固醇在迁移体形成过程中发挥关键作用,他们提出了迁移体形成机制的模型,并进行了实验验证,初步解释了迁移体的形成机制:由于细胞迁移引发了Tspan4蛋白质及胆固醇在收缩丝上的局部高度富集,并因此增加了富集区域膜的弯曲刚度,从而形成了迁移体结构。

为了阐明迁移体是否参与体内生物学过程,俞立教授课题组与孟安明院士课题组合作,发现斑马鱼早期胚胎发育过程中会产生大量的迁移体,并且许多重要的信号因子包括趋化因子、形态素、生长因子等在迁移体里高度富集。他们鉴定出了在斑马鱼早期胚胎中调控迁移体产生的重要基因tspan4a和tspan7,并构建了迁移体产生缺陷的tspan4a和tspan7母源突变体。研究发现当迁移体产生被阻断后,斑马鱼会出现器官形态异常的表型,包括器官形态缺陷和左右不对称缺陷等,通过外源回补迁移体可以显着降低缺陷比例。进一步研究表明,迁移体会在胚盾空腔中聚集,通过释放内含趋化因子Cxcl12形成一个区域信号中心,保证背部先驱细胞紧密联系在一起,整体定向运动形成KV囊泡,从而调控各个器官原基在胚胎体内的正确空间定位及发育。

这两项研究一方面初步解释了迁移体的形成机制,另一方面发现了迁移体的生理功能,为理解斑马鱼胚胎发育提供了新的思路。相关成果近期在Nature Cell Biology上同期发表。

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