Science：微管桥组装早期胚胎中的细胞骨架

在一项新的研究中，来自新加坡科技研究局（A*STAR）的研究人员发现新生胚胎中的细胞如何组装构成细胞骨架的微管。虽然这一发现解决了一个谜团，但它也引发了一系列新问题。相关研究结果近期发表在Science期刊上，论文标题为“A microtubule-organizing center directing intracellular transport in the early mouse embryo”。

论文通信作者、新加坡科技研究局分子与细胞生物学研究所的Nicolas Plachta说，“这是一个偶然发现。这不是我们或其他人根据之前的研究作出的假设。”一种被称作中心体（centrosome）的结构在大多数动物细胞（包括较老的胚胎）中充当微管组装中心（microtubule-organizing center, MTOC）的作用，但是在哺乳动物的早期发育当中，中心体不会产生。Plachta团队在小鼠胚胎的前几轮细胞分裂期间研究了胚胎细胞中的微管，在此期间，他们注意到相邻的胚胎细胞通过微管桥加以连接。微管桥通常在有丝分裂期间的分裂细胞之间形成，但是在正常情形下此后会被降解掉。Plachta说，“但是在早期胚胎中，这些微管桥都保留下来，所以这一点让我们感兴趣。这些微管桥和早期胚胎中的细胞有什么特别之处吗？”

为了找到答案，Plachta团队利用激光脉冲破坏这些微管桥。这导致这些细胞中的微管降解和细胞形状发生变化。摧毁其他细胞中的MTOC也会产生类似的后果，这提示着这些微管桥可能就是早期胚胎中的MTOC的替代物。

进一步的观察发现这些微管桥在分裂过程中从细胞中心向外生长，此后往回长到细胞中。一种微管网络会从每个微管桥生长出来，并且每个微管桥和每种微管桥网络经证实在将粘附蛋白转运到细胞膜中起着至关重要的作用。

Plachta团队也正在研究为什么这些微管桥持续存在而不是像它们在其他细胞中的那样降解掉。Plachta解释说，“我们认为在正常情形下切断这些微管桥的机制---蛋白和分子机器---在早期胚胎中都存在，但它们并不活跃。在早期胚胎中存在的某种东西会抑制它们。”

除了安排微管生长和提供用于转运的支架外，这些微管桥也可能在机械上将胚胎细胞连接在一起以便协调它们在发育期间的生长和分裂动态变化。Plachta说，“目前我们对此不太了解，但是我们正在研究它的工作机制。每个细胞通过这个共享的细胞骨架连接到它的姐妹细胞上。当一个细胞改变形状或受到挤压时，该细胞和与它连接的姐妹细胞中的微管骨架如何发生改变？”

参考资料：

J. Zenker, M. D. White, R. M. Templin et al. A microtubule-organizing center directing intracellular transport in the early mouse embryo. Science, doi:10.1126/science.aam9335.

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