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科学家发现有助于移动细胞避免无目的漫游的分子途径

约翰霍普金斯大学医学院的科学家说,与果蝇合作时,他们已经发现了一条新的分子途径,可以帮助将细胞移动到特定方向。他们说,通路中相互连接的蛋白质和酶的集合起着操纵和方向舵的作用,将细胞推向“预定的”而不是随机的目的地。

科学家称,在3月2日发表在《细胞报告》上的这项工作报告中,科学家们说,这些相同的分子途径可能会促使癌细胞转移或传播到身体的远处,并且对于理解细胞如何在体内组装和迁移也很重要。形成器官和其他结构的胚胎。

科学家团队由约翰·霍普金斯大学医学院基础生物医学科学研究所的细胞生物学教授,教师发展副主任Deborah Andrew博士领导。

安德鲁和她的同事们在研究名为Tre1的基因及其在果蝇唾液腺发育中的作用时开始了这项研究。她说,研究打开和关闭基因效果的工具并不理想。因此,两个的团队成员,凯特琳汉龙博士,昆尼皮亚克大学和金志勋,博士,约翰霍普金斯大学的,所产生的果蝇缺少的蛋白质-coding的Tre1基因的一部分。他们还在Tre1蛋白上添加了荧光标签,以了解其在关键开发步骤中的定位。

在带有完整Tre1基因的果蝇胚胎的实验中,产生下一代生物体的细胞(称为生殖细胞)正确迁移至性器官,称为性腺。

安德鲁说:“但是,没有Tre1基因,大多数生殖细胞都无法与性腺的其他非生殖细胞或体细胞相遇。” 生殖细胞的正确导航对于确保下一代有机体的发生至关重要。

这不是科学家第一次注意到Tre1在生殖细胞导航中的重要性。印第安纳大学和麻省理工学院的两个研究小组此前建立了联系。但是,安德鲁说,一旦Tre1激活,生殖细胞内部如何将细胞转移到正确的位置仍然存在疑问。

众所周知,Tre1基因编码一种跨细胞膜多次并突入细胞表面的蛋白质。它是称为G蛋白偶联受体的一大类蛋白质的成员,该受体使细胞能够与其他细胞以及光和气味线索进行通讯并对其作出反应。安德鲁说,近35%的FDA批准药物靶向G蛋白偶联受体。

为了更精确地追踪Tre1下游的分子事件,约翰·霍普金斯大学医学院的研究员,博士后Kim Kim使用果蝇细胞的组织培养物来发现可能被激活的荧光标记分子的位置。 Tre1蛋白。在活蝇的组织培养和生殖细胞中,Kim发现了下游的遗传途径。

他发现Tre1充当牢房的舵手,控制牢房的操纵。Tre1通过刺激一系列蛋白质和酶(包括磷酸肌醇激酶,PI(4,5)P2,dPIP5K,dWIP和WASp)刺激来激活细​​胞的转向和方向舵组件。

在分子级联反应的末端,肌动蛋白链在细胞前缘的突起处形成,以施加机械力进行运动。

科学家们还搜索了激活Tre1的上游信号。他们使用了由加利福尼亚大学旧金山分校的研究人员制造的一种基因工程蛋白来追踪称为刺猬的信号蛋白的位置,该蛋白以前与生殖细胞迁移有关,尽管在这一过程中其作用尚存争议。

在生殖细胞中,刺猬信号会增加一种称为“平滑化”的蛋白质的膜水平,这种蛋白质在细胞的前缘突起处也发现了Tre1。

科学家计划继续研究Tre1周围的途径以及该途径中涉及的蛋白质和酶之间的联系。

安德鲁说:“对运动中的细胞如何导航和扩散的更深入了解,有可能为阻断癌细胞的扩散提供更多的靶标。”

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