研究揭秘?cái)M南芥葉片扁平細(xì)胞形狀多樣原因

點(diǎn)擊次數(shù)：2857日期：2014/4/18 10:05:56

從遠(yuǎn)處看，葉片的頂部看上去像一個(gè)無(wú)縫整合的表面;然而，近距離看，光滑的外表事實(shí)上是由許多種形狀和大小不同的細(xì)胞混雜組成的。感興趣的是這些細(xì)胞如何分別呈現(xiàn)它們自身獨(dú)特的形狀，加州理工學(xué)院生物學(xué)家Elliot Meyerowitz，博士后學(xué)者 Arun Sampathkumar及其同事尋找扁平細(xì)胞中準(zhǔn)確地形狀控制因子，這是在有花植物葉片上發(fā)現(xiàn)的迷惑的上皮細(xì)胞。它們發(fā)現(xiàn)這些罕見形狀是細(xì)胞對(duì)微管細(xì)胞骨架機(jī)械壓力的響應(yīng)，這種蛋白導(dǎo)管擔(dān)任一種細(xì)胞內(nèi)支架。這些微管定向指引細(xì)胞壁組分的沉積，從而提供結(jié)構(gòu)支架。
研究人員對(duì)幼小擬南芥的第一片葉子或胎盤母面絨毛小葉的扁平細(xì)胞組織中支持性微管排列進(jìn)行了研究。通過(guò)熒光標(biāo)記細(xì)胞的微管(黃色，細(xì)胞的上表面;紫色，頂面;細(xì)胞)，研究人員可以想像細(xì)胞的結(jié)構(gòu)排列，并能看到這些排列隨著時(shí)間變化是如何改變的。他們也能看到由細(xì)胞經(jīng)歷機(jī)械力變化引起的微管修飾。
微管增強(qiáng)了細(xì)胞的結(jié)構(gòu)通過(guò)壓力方向的排列或細(xì)胞經(jīng)歷的壓力，并指導(dǎo)新細(xì)胞壁材料的沉積，為細(xì)胞形態(tài)提供一個(gè)支持性支架。然而，Meyerowitz及其同事發(fā)現(xiàn)這種內(nèi)應(yīng)力也受到細(xì)胞形狀的影響。結(jié)果是一個(gè)反饋回路：細(xì)胞的形狀影響微管排列;反過(guò)來(lái)，這種排列影響細(xì)胞的形狀，調(diào)整微管，等等。因此，表皮扁平細(xì)胞的異常形狀表示一種平衡狀態(tài)，單個(gè)細(xì)胞的拔河競(jìng)爭(zhēng)維持結(jié)構(gòu)完整性，同時(shí)也要不斷變化地響應(yīng)機(jī)械壓力的推和拉。