科学家发现了帮助移动细胞避免漫无目的游荡的分子途径

时间：2021-03-31 00:00:00 来源：网络整理

约翰霍普金斯医学院的科学家们在研究果蝇时说，他们发现了一种新的分子途径，可以帮助引导细胞向特定方向运动。他们说，通路中一组相互连接的蛋白质和酶起着引导和舵的作用，它们驱动细胞走向一个“预期的”而不是随机的目的地。

在3月2日发表在《细胞报告》上的一份研究报告中，科学家们说，这些同样的分子通路，可能会促使癌细胞转移或转移到身体的远处，对于了解细胞如何在胚胎中聚集和迁移以形成器官和其他结构也可能很重要。

科学家团队由Deborah Andrew博士领导。，约翰霍普金斯大学医学院基础生物医学研究所细胞生物学教授兼教员发展副主任。安德鲁和她的同事在研究一种名为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，研究开启和关闭基因效果的工具并不理想。因此，研究小组的两位成员，昆尼皮亚克大学的凯特琳·汉伦博士和约翰·霍普金斯大学的金智勋博士，产生了缺乏Tre1基因蛋白质编码部分的果蝇。两人还将一个荧光标签贴在Tre1蛋白上，以了解它在发育关键步骤中的定位。

在对携带完整Tre1基因的果蝇胚胎进行的实验中，产生该生物体后代的细胞（称为生殖细胞）会正确地迁移到性器官，安德鲁说：“然而，如果没有Tre1基因，大多数生殖细胞就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非常重要。”

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。来自印第安纳大学和麻省理工学院的两个研究小组此前已经建立了这种联系。然而，Andrew说，关于一旦Tre1激活，生殖细胞内发生了什么事情才能使细胞到达正确的位置的问题仍然存在。

人们已经知道Tre1基因编码一种蛋白质，它多次跨越细胞膜并戳到细胞表面。它是一个称为G蛋白偶联受体的蛋白质大家族的成员，它能使细胞对来自其他细胞的信号、光和气味信号进行交流和反应。安德鲁说，近35%的FDA批准的药物靶向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助理和博士后研究员Kim说，利用果蝇细胞的组织培养来寻找荧光标记分子的位置，这些分子可能由激活的Tre1蛋白触发。在活体苍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是细胞的舵手，控制着细胞的方向。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，激活细胞的方向盘和方向舵成分，一条肌动蛋白链在细胞前缘的突起处形成，为运动施加机械力。

科学家们还寻找激活Tre1的上游信号。他们利用加州大学旧金山分校研究人员制造的一种基因工程蛋白质来追踪一种名为Hedgehog的信号蛋白的位置，这种蛋白以前曾与生殖细胞迁移有关，尽管它在这个过程中的作用一直存在争议，刺猬信号增加了一种叫做平滑的蛋白质的膜水平，在细胞的前缘突起中也发现了Tre1。

科学家们计划继续研究Tre1周围的通路以及该通路中涉及的蛋白质和酶之间的联系。

“对运动细胞如何导航和传播的深入了解有可能为研究提供更多的靶点。”阻断癌细胞的扩散，”安德鲁说

Journal Reference:

Ji Hoon Kim, Caitlin D. Hanlon, Sunaina Vohra, peter N. Devreotes, Deborah J. Andrew. Hedgehog signaling and Tre1 regulate actin dynamics through pI(4,5)p2 to direct migration of Drosophila embryonic germ cells. Cell Reports, 2021; 34 (9): 108799 DOI: 10.1016/j.celrep.2021.108799

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