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费城 –
过渡是生活的标志。当休眠的植物在春天开花或当一个年轻的成年人自己罢工时,控制权就会发生变化。

受精后,随着时间的推移,个体细胞尺寸减小,合子基因组激活,触发了早期胚胎蛋白转录。

类似地,在胚胎经历生化变化,从母体分子控制转变为由其自身基因组控制的早期发育过程中存在转变。宾夕法尼亚大学佩雷​​尔曼医学院的一个研究小组首次在胚胎中发现,其基因组的激活不会同时发生,而是遵循一种主要由其各种大小的细胞控制的特定模式。研究人员本周将他们的结果作为发展细胞的封面故事发表。

生活中处处存在着变化:处于休眠状态的植物选择在春天开花,或者一只年轻的成虫开始独自捕食等等。同样,在胚胎早期发育过程中也存在一个转变,即胚胎经历生化变化,从由母体分子控制转变为由自身基因组控制。

在经历细胞分裂的早期胚胎中,母系负载的RNA和蛋白质调节细胞周期。受精卵的基因组

在进行细胞分裂的早期胚胎中,细胞周期是由母体携带的RNA和蛋白质调控的,此时受精卵的基因组尚处于睡眠模式。然而,在胚胎发育早期的某个阶段,这些合子细胞核会“醒来”,它们的基因组表达控制着随后发生的生化过程。但是胚胎如何“识别”在何时发生这种转变仍然是未知的。

  • 受精卵的一个术语 –
    最初处于睡眠模式。然而,在胚胎早期的某个时刻,这些合子核唤醒并从其基因组中表达,对随后的胚胎发育进行生化控制。但胚胎如何识别何时进行这种转变仍然未知。

近日,美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的一个研究小组首次在胚胎中发现,合子(指卵子和精子结合后形成的二倍体细胞结构)基因组的激活不会同时发生,而是遵循一种主要由细胞大小控制的特定模式。相关论文于本周发表在《发育细胞》杂志上。

如何将胚胎交由控制从母体到受精卵的发育是发育生物学中的一个基本问题,资深作者Matthew
C.
Good博士说,他是细胞与发育生物学和生物工程学的助理教授。以前没有人意识到脊椎动物胚胎的不同区域可以在不同时间进行基因组激活,或者直接细胞大小如何调节受精卵基因组的觉醒。

实验中,利用非洲爪蟾胚胎的单细胞成像结果,研究人员发现细胞大小是控制合子基因组激活开始的关键参数。细胞必须达到阈值大小,才能启动自身蛋白质的大规模转录。通过产生微型胚胎,研究小组证明细胞大小的变化控制着基因组激活的时间。

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