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费城 –
过渡是生活的标志。当休眠的植物在春天开花或当一个年轻的成年人自己罢工时,控制权就会发生变化。

买球网站,受精后,随着时间的推移,个体细胞尺寸减小,合子基因组激活,触发了早期胚胎蛋白转录。

类似地,在胚胎经历生化变化,从母体分子控制转变为由其自身基因组控制的早期发育过程中存在转变。宾夕法尼亚大学佩雷​​尔曼医学院的一个研究小组首次在胚胎中发现,其基因组的激活不会同时发生,而是遵循一种主要由其各种大小的细胞控制的特定模式。研究人员本周将他们的结果作为发展细胞的封面故事发表。

生活中处处存在着变化:处于休眠状态的植物选择在春天开花,或者一只年轻的成虫开始独自捕食等等。同样,在胚胎早期发育过程中也存在一个转变,即胚胎经历生化变化,从由母体分子控制转变为由自身基因组控制。

在经历细胞分裂的早期胚胎中,母系负载的RNA和蛋白质调节细胞周期。受精卵的基因组

在进行细胞分裂的早期胚胎中,细胞周期是由母体携带的RNA和蛋白质调控的,此时受精卵的基因组尚处于睡眠模式。然而,在胚胎发育早期的某个阶段,这些合子细胞核会“醒来”,它们的基因组表达控制着随后发生的生化过程。但是胚胎如何“识别”在何时发生这种转变仍然是未知的。

  • 受精卵的一个术语 –
    最初处于睡眠模式。然而,在胚胎早期的某个时刻,这些合子核唤醒并从其基因组中表达,对随后的胚胎发育进行生化控制。但胚胎如何识别何时进行这种转变仍然未知。

近日,美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的一个研究小组首次在胚胎中发现,合子(指卵子和精子结合后形成的二倍体细胞结构)基因组的激活不会同时发生,而是遵循一种主要由细胞大小控制的特定模式。相关论文于本周发表在《发育细胞》杂志上。

如何将胚胎交由控制从母体到受精卵的发育是发育生物学中的一个基本问题,资深作者Matthew
C.
Good博士说,他是细胞与发育生物学和生物工程学的助理教授。以前没有人意识到脊椎动物胚胎的不同区域可以在不同时间进行基因组激活,或者直接细胞大小如何调节受精卵基因组的觉醒。

实验中,利用非洲爪蟾胚胎的单细胞成像结果,研究人员发现细胞大小是控制合子基因组激活开始的关键参数。细胞必须达到阈值大小,才能启动自身蛋白质的大规模转录。通过产生微型胚胎,研究小组证明细胞大小的变化控制着基因组激活的时间。

在过去的40年里,人们提出了不同的假设来解释胚胎如何识别何时开启受精卵中单个细胞的新基因组,但是Penn团队确定了该机制并回答了这个关键问题。

这项研究的结果对于了解胚胎在早期是如何发育的有非常重要的意义。论文的通讯作者Matthew
C.
Good博士说:“进化选择了细胞大小作为一种调控机制,来控制胚胎发育中的关键转变。同样的模式也可能出现在其他生物身上。”他计划通过测量斑马鱼和小鼠的基因组激活来继续这项工作,看看这种新的观点是否适用于其他物种。

利用来自非洲爪蛙(非洲爪蟾)的胚胎的单细胞成像,他们发现细胞大小是控制受精卵中基因组激活开始的关键参数。细胞必须达到阈值大小才能启动其自身蛋白质的大规模转录。通过生成微型胚胎,该团队证明细胞大小的变化控制着基因组激活的时间。

科界原创

这项研究的结果对于胚胎早期如何发育以及一般发育生物学领域的基本理解有许多重要意义。宾夕法尼亚大学的研究小组认为,这一发现可能会影响其他研究者如何接近自己的基因组激活研究和筛选控制早期胚胎发育保真度所必需的母体因子。

编译:花花

要获得新的见解,合子转录应该在单细胞水平上进行测量,第一作者,陈氏博士说,他是Good实验室的博士后研究员。这种方法帮助我们不要忽视胚胎细胞空间组织对母体

审稿:alone

  • 合子转变的影响。

启动受精卵基因组的决定是在个体细胞水平上进行的,而不是整个胚胎,这改变了宾大团队对发育过程的看法。进化已经选择细胞大小作为控制胚胎发育关键转变的调节机制,这种范式可能扩展到细胞大小不同的其他生物学领域,Good说。他和陈计划通过测量斑马鱼和老鼠的基因组激活来继续这项工作,看看这种新观点是否适用于其他物种。

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