作者洛里·达何塞，加州理工学院 四个胚胎的图像，每个胚胎处于不同的极化阶段
从左到右，胚胎逐渐变得更加极化(用红色表示)
信用:M
朱（姓氏） 据估计，大多数失败的妊娠都发生在受精后的前七天，也就是胚胎植入子宫之前
在这段时间里，一系列复杂的事件以精确的时间发生
一个特别重要的过程叫做极化，即构成胚胎的单个细胞变得不对称
极化发生在2
小鼠胚胎为5天，3天
人类胚胎5天
正如在管弦乐队中一起演奏的音乐家需要在正确的时间演奏一样——不早也不晚——极化的时机对于正常的胚胎功能至关重要
研究表明，如果极化发生得太早或太晚，胚胎就不太可能正常发育
胚胎显然不能看时钟就知道什么时候是极化的时候，那么他们怎么“知道”什么时候是时间呢？ 加州理工学院发育生物学家玛格达莱娜·泽尼克-戈茨实验室的生物和生物工程布伦教授的一项新研究揭示了小鼠胚胎启动极化的信号
理解胚胎发育的分子机制对于理解生命是如何开始的至关重要
“我们的实验室想了解我们生命前两周的分子和细胞机制，这对我们发展的成功至关重要，”泽尼克-戈茨说
“现在是确定未来机构的时候了
我们的新发现确定了胚胎细胞在发育过程中第一选择的机制
" 描述这项研究的论文发表在2020年12月11日的《科学》杂志上
这项工作由剑桥大学博士后学者朱蒙领导，确定了两个重要步骤，这两个步骤对于小鼠胚胎的正确极化时间是必要的
第一个是合子基因组激活，即ZGA，它代表了胚胎DNA从精子和卵子结合后的最初“觉醒”，某些发育基因像休眠的计算机启动一样被打开
ZGA之后出现了大量的分子活动，在此期间，研究小组发现，三个特定的因素——基于蛋白质的结构，称为Tfap2c、Tead4和RhoA——共同引发了极化
这项研究首次确定了驱动细胞极化的必要和充分条件
“这是很久以来都不为人知的，”朱说
“我们的工作阐明了细胞极化背后机制的重要分子基础，并为回答胚胎发育中的更多问题铺平了道路，例如是什么触发了我们确定的三个因素的表达？什么触发了ZGA，它是万物的上游？” 一旦研究小组确定了引发两极分化的三个因素，他们就将注意力转向了两极分化过程本身
该论文的第二作者杰克·康沃尔-史酷尼斯(Jake Cornwall-Scoones)在2019年剑桥大学泽尼克-戈茨实验室(Zernicka-Goetz lab)转到加州理工学院(Caltech)之前是该实验室的本科生，在他的带领下，该团队旨在开发一个极化过程的定量模型
康沃尔-史酷尼斯与加州理工学院的生物学和生物工程助理教授马特·汤姆森合作，开发了一个蛋白质如何在胚胎中运动以使其极化的定量模型
该模型考虑了朱确定的三个因素，并揭示了这些因素的水平变化是如何改变极化蛋白的运动的
该模型与朱进行的胚胎显微成像相吻合
“看到杰克的极性模型与孟惊人的定量数据以及玛格达团队开发的模型系统结合在一起，真是太令人兴奋了，”汤姆森说，他也是传统医学研究所的研究员
“孟和杰克能够将模型中的参数与数据进行拟合，并对不同突变体中可能出现的过程动态和失效模式进行定量预测
这篇论文是我所知道的第一批案例之一，在这些案例中，可以对早期胚胎中的关键发育过程进行真正的定量理解
" 泽尼克-戈茨的团队现在正在研究小鼠胚胎中的极化计时机制在多大程度上类似于人类胚胎中的类似过程
这篇论文的题目是“小鼠胚胎的发育时钟和重新极化机制”
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
