详细介绍:
2018年7月17日/生物谷BIOON/---人们长期以来以为,在胚胎的榜初次细胞分裂进程中,一个纺锤体担任将胚胎内的染色体别离到两个细胞中。现在,来自欧洲分子生物学实验室(EMBL)的研讨人员证明实际上存在两个纺锤体:一个纺锤体别离一组父本染色体,另一个纺锤体别离一组母本染色体,这意味着来自亲本的遗传信息在榜初次细胞分裂进程中一向都是分隔的。这些研讨结果注定要改动生物教科书。相关研讨结果宣布在2
2018年7月17日/生物谷BIOON/---人们长期以来以为,在胚胎的榜初次细胞分裂进程中,一个纺锤体担任将胚胎内的染色体别离到两个细胞中。现在,来自欧洲分子生物学实验室(EMBL)的研讨人员证明实际上存在两个纺锤体:一个纺锤体别离一组父本染色体,另一个纺锤体别离一组母本染色体,这意味着来自亲本的遗传信息在榜初次细胞分裂进程中一向都是分隔的。这些研讨结果注定要改动生物教科书。相关研讨结果宣布在2018年7月13日的Science期刊上,论文标题为“Dual-spindle formation in zygotes keeps parental genomes apart in early mammalian embryos”。
图片来自Cartasiova/Hoissan/Reichmann/Ellenberg/EMBL。
这种双纺锤体构成或许解说了哺乳动物前期发育阶段(触及开端的几回细胞分裂)产生的高过错率。领导这项研讨的EMBL小组担任人Jan Ellenberg说,“这项研讨的意图是找出为安在开端的几回细胞分裂中会产生这么多过错。咱们已知昆虫等简略生物中的双纺锤体构成,可是咱们从未想过比如小鼠之类的哺乳动物就也会呈现这种状况。这一发现令人大吃一惊,标明人们应该为意外发现做好预备。”
科学家们一向观察到亲本染色体在双细胞胚胎(two-cell embryo)的细胞核中构成两个半月形的部分,可是不能清楚地对此加以解说。论文榜首作者、Ellenberg团队的成员Judith Reichmann 说,“首要,咱们仅重视亲本染色体的运动,咱们无法了解亲本染色体别离的原因。仅当侧重重视微管---组成纺锤体的动态结构---时,咱们才干初次观察到看到双纺锤体构成。这就让咱们可以为这个存在了20年的疑团供给一个解说。”
有丝分裂是一个细胞分裂的进程,在这个进程中,一个细胞分裂成两个子细胞。它产生在多细胞生物的终身傍边,不过当生物在成长和发育时,它是特别重要的。有丝分裂的关键步骤是将相同的两个基因组仿制传递给两个子细胞。为此,DNA经仿制后拼装成被称作染色体的细密线状结构。随后这些染色体附着在长长的拼装成一个纺锤体的蛋白纤维上,接着这个纺锤体将这些染色体摆开,然后触发两个新的细胞构成。
纺锤体是有薄薄的管状蛋白组件(即微管)拼装而成的。在动物细胞的有丝分裂期间,这些微管动态地成长并且自我拼装成一个围绕着染色体的双极纺锤体。这些微管纤维向染色体成长并与它们衔接在一起,然后为染色体别离到两个子细胞中做预备。一般每个细胞仅构成一个双极纺锤体,但是,这项研讨标明在胚胎的榜初次细胞分裂期间,存在两个纺锤体:针对母本染色体和父本染色体各构成一个纺锤体。
Ellenberg解说道,“这种纺锤体构成供给了一种之前不知道的机制,因而这或许解说了咱们在哺乳动物胚胎的开端几回细胞分裂中观察到的常见过错。这样的过错可以导致细胞具有多个细胞核,然后阻挠胚胎发育。现在,咱们使用这种新机制寻觅和判定新的分子靶标。重要的是要弄清楚它是否也存在人体中,这是由于这或许为研讨怎么改进人类不孕症医治等方面供给有价值的信息。”
此外,来自这篇论文的常识或许会影响立法。在一些国家,法律规定在受精后,当卵子和精子的细胞核交融在一起时,一个人的生命就开端了,因而它应当遭到维护。
假如现实证明这种双纺锤体构成进程也存在于人体中,那么对人生命开端的这个界说就并不是彻底准确的,这是由于这种交融稍晚地产生,在榜初次细胞分裂后产生。
借助于Ellenberg团队和EMBL的Lars Hufnagel团队开宣布的光片层扫描显微镜(light-sheet microscopy),这一发现才成为或许。鉴于胚胎对光是十分灵敏的并且传统的光学显微镜办法会对它形成损害,这种光片层扫描显微镜答应对胚胎的前期发育进行实时的三维成像。这种光片层扫描显微镜的高速扫描和空间准确极大地下降胚胎触摸的光量,然后对这些之前无法观察到的进程进行详细分析。(生物谷
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