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不对称发育揭示心脏在左之谜,MB支原体祛除助力科研

更新时间:2023-02-19  |  点击率:449

在大多数脊椎动物中,左右差异是在胚胎发生早期,由一小群被称为左右组织者(left-right organizer,LRO)的细胞确定的。在这个LRO中,活动纤毛快速移动,形成细胞外液的左向流动,这是左右差异的第一个标志,但这种流动是如何被感知,并转化为后来的分子和解剖学上的左右不对称的尚不清楚。

近日,通过对小鼠胚胎的研究,Katoh等人发现,不动的纤毛能感知到流动产生的机械力,并提出了一种感知流动方向的生物物理机制。相关研究发表在《Science》上,文章标题为:“Immotile cilia mechanically sense the direction of fluid flow for left-right determination"。

与此同时,Djenoune等人在斑马鱼中使用光镊和实时成像显示,组织器中不动的纤毛作为机械传感器,将细胞外液体流动转化为钙信号。当活动纤毛瘫痪,正常流动停止时,机械操作纤毛可以挽救,甚至扭转左右模式。因此,睫状力的感知是必要的,充分的,并指导胚胎侧。

研究发现小鼠胚胎腹侧节点上的静止纤毛,是感知向左流动的液体所必需的,这打破了身体的左右对称。在这项工作中,研究人员 展示了节点上不动的纤毛在响应流动时沿背腹轴发生不对称变形。光镊对不动纤毛的机械刺激可诱导靶细胞中钙离子瞬变和Dand5信使RNA (mRNA)的降解。Pkd2通道蛋白优先定位于不动纤毛的背侧,钙离子瞬变优先由指向腹侧的机械刺激诱导。该结果揭示了节点上静止纤毛感知流体流动方向的生物物理机制。

在细胞外流体定向流动的作用下,LRO中的不动纤毛会沿着背腹轴变形,从而产生能传达流动方向的钙信号。该研究结果揭示了在演化上的保守机制,这个机制对于打破发育过程中的对称性起着关键作用。

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