鱼类生物学 细胞质如何与蛋黄分离

在早期鱼胚中蛋黄与周围细胞质的分离是鱼类幼虫发育的关键过程。为了确定其潜在机制，奥地利科学技术研究所(IST奥地利)的生物学家与理论物理学的同事们进行了合作。发现：大部分细胞中的肌动蛋白动力学驱动斑马鱼卵母细胞的相分离。

在受精后不到两小时内，单细胞鱼卵就会演变成多细胞胚胎。在这两个小时内，后来形成动物体的细胞质必须与幼虫完全分离，幼虫将以此为食。以前，细胞生物学家已经提出在卵的一极处细胞表面的局部扩张介导了这种分离。但是，缺乏支持这种模式的直接证据。

联合力量：实验室实验和物理理论

为了理解这种隔离过程的物理基础，发展生物学家Carl-Philipp Heisenberg研究小组的博士生Shayan Shamipour与理论物理学家Edouard Hannezo的研究小组合作。基于这两个小组的综合专业知识，作者，还包括IST奥地利的第三任教授BjörnHof，揭示了在细胞表面施加的力对于这一过程是不必要的 - 与之前的模型相反。相反，他们发现胚胎内的组合拉力和推力有助于细胞质与蛋黄颗粒的分离。重要的，

大小事项

但这些协调的拉动和推动运动是如何产生的呢?在远离细胞表面的大部分细胞中，肌动蛋白和肌球蛋白的细丝 - 也参与肌细胞收缩 - 形成致密网状物。这种网状物触发肌动蛋白的聚合和收缩流向蛋的动物极，该半球将分化成后来的胚胎。通过被动摩擦力，这些肌动蛋白流沿着细胞质拖动。相反，较大的蛋黄颗粒不会被肌动蛋白拖拽，因为它们与肌动蛋白的摩擦力要低得多。相反，它们被彗星般的肌动蛋白结构 - 特别是肌动蛋白结构 - 主动推向或相当挤压到蛋的相对植物极上，其功能在之前的发育过程中尚未报道。

把黑暗带入光明

通过更仔细地检查细胞的更深部分，多学科团队已经发现，如前所述，细胞表面的动物杆扩张对于卵黄 - 细胞质分离不是必需的。“细胞表面的肌动蛋白结构看起来非常明亮，因此很容易研究。也许这就是为什么科学家们到目前为止只是错过了更深入地看待更暗的大块区域，这构成了大部分细胞，”Shayan说。 Shamipour，该研究的主要作者。精细的图像处理使IST奥地利研究人员能够在受精后立即仔细研究鱼卵的发展。但是，正如Shamipour所说，成功的另一个关键是别的：“要抓住鸡蛋发展的最初时刻，我们必须非常快：

好奇心驱动的团队精神最佳

根据具有物理背景的细胞生物学家的说法，Shamipour一直怀疑流行的基于表面的解释：“胚胎遵循一个大目标：它必须在很短的时间内从一个细胞分成几千个细胞。因此很明显，单独提出的表面机制无法实现这种隔离，胚胎必须提出一些其他机制来加速这一过程。“正是这种年轻科学家的好奇心驱动态度与海森堡和汉内佐群体的跨学科研究文化相结合 - 这是IST奥地利特别促进的科学工作模式 - 使Shamipour能够识别和分析可能相关的中心细胞过程在许多其他环境和生物体中。

该项目得到了欧盟(欧洲研究理事会高级补助金)和奥地利科学基金(FWF)的资助。

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