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Cell Research:细胞“中心粒”或为另一生物信使

摘要 : 携带生物信息的可能不仅只有基因,一种被称为中心粒的细胞结构,或许也可充当信息在细胞代际间传递的载体。瑞士洛桑联邦理工学院的科学家发表在《细胞研究》杂志上的新研究表明,受精卵中仅遗传自父亲的原始中心粒,在胚胎发育中可持续经历十次细胞分裂。这意味着中心粒很可能也是信息载体。该发现将对生物学和疾病的治疗产生深远影响。

携带生物信息的可能不仅只有基因,一种被称为中心粒的细胞结构,或许也可充当信息在细胞代际间传递的载体。瑞士洛桑联邦理工学院的科学家发表在《细胞研究》杂志上的新研究表明,受精卵中仅遗传自父亲的原始中心粒,在胚胎发育中可持续经历十次细胞分裂。这意味着中心粒很可能也是信息载体。该发现将对生物学和疾病的治疗产生深远影响。

中心粒是细胞内的一种桶状结构,由多个蛋白质组成。由于这些组分蛋白质的突变可引起一系列疾病,包括发育异常、呼吸系统疾病、雄性不育和癌症等,中心粒已成为目前许多研究的焦点。中心粒最为人熟知的是它在细胞分裂中所起的作用——确保染色体正确地传递给新的子细胞。新受精胚胎会从父母双方继承遗传物质,但大部分细胞器,如线粒体来自卵细胞;而中心粒则全部来自精子,任何“异常”都会随之传递给第一批胚胎细胞。

洛桑联邦理工学院瑞士实验癌症研究所皮埃尔·格克兹的团队想弄清楚,在受精卵不断进行细胞分裂直至完全发育成胚胎的过程中,这些来自父亲的原始中心粒能够持续存在多久。他们利用线虫进行了研究,线虫是研究胚胎发育和人类遗传疾病常用的模式生物,与包括人类在内的其他物种一样,线虫的中心粒也完全来自精子。

实验所用的是转基因线虫,研究人员用荧光信号标记三种不同的中心粒蛋白,然后让被标记的雄性线虫与未标记的雌性线虫交配,这样就能在胚胎形成过程中跟踪来自父亲的中心粒蛋白组分。他们发现,在经过多达10次细胞分裂后,原始中心粒蛋白竟然还能存在。

这表明能够持续经历好几个细胞分裂周期的中心粒,实际上很可能是非遗传信息的载体。如果这一结论得到证实,将颠覆我们对这种真核生物的细胞器的认识和理解。此外,这项研究在医学领域也有重要意义。由于很多疾病与中心粒相关,而功能异常的中心粒可由父亲直接传递给后代,这有望为开发创新的治疗方法打开大门。

“中心粒一直被认为只是推动了胚胎的发育,”格克兹说,“现在我们表明,中心粒可能是信息单向遗传的途径,对早期发育有相当大的影响。”他的团队接下来将调查中心粒在其他系统内,包括在人体细胞中,是否也能持续存在如此之久。

 

原文标题:Paternally contributed centrioles exhibit exceptional persistence in C. elegans embryos

来源: Cell Research 浏览次数:0

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