机械力可以有助于在发育过程中的基因表达

时间：2021-07-23 10:52:14 来源：

内胚层的内胚层的内胚层的早期阶段。边缘的细胞显示出强烈的变形（版权：Ulrich Technau）。

在胚胎发育遗传级联期间控制基因活性和细胞分化。在PNA杂志的新出版物中，维也纳大学分子演变和发展部的Ulrich Technau团队报告说，除了遗传计划外，机械提示还可以有助于在发育过程中对基因表达的调节。与其他动物的比较表明，这种监管原则是古老的。

通常认为动物和人类的胚胎发育和细胞分化遵循时尚基因表达的精确遗传计划。然而，最近的一些研究表明，机械调制 - 细胞将机械力转化为生化信号的能力 - 也可以有助于对基因表达的调节，从而可能在发育中发挥重要作用。虽然大多数这些研究是在细胞文化中完成的，但从维也纳大学的Ulrich Technau团队现在报告了在STarlet Sea Anemone Nematostella vectensis的早期发展中的机械敏感性基因表达的实验。

在用肌蛋白酶抑制剂ML-7处理的胚胎中，在边缘处的细胞不会变形和血管内部被阻止（版权：Ulrich Technau）。

该作者在最近的一份出版物中，美国国家科学院的诉讼程序中，细胞霉菌素的化学抑制不仅阻碍了乳化的形态发生运动 - 内部和外部电池层通过入侵形成的过程 - 但也消除了伯克犬的关键发育调节剂基因的表达。该基因在几乎所有动物的发展中具有至关重要的古老作用。令人惊讶的是，应用于这种胚胎的外部机械压力可以激活或恢复Brachyury的表达。此外，通过机械调节术中的伯氏抑菌中的Brachyury表达依β赖于-Catenin，一种关键蛋白，其在细胞 - 细胞粘附和信号级联之后的基因调节中具有保守的双重作用。

根据他们的调查结果，作者提出了一种反馈回路，其中机械和遗传调节在一起工作，以确保强大的Brachyury表达。此外，由于β - 依赖于斑马鱼和果蝇等其他动物发生的依赖性机械调节，结果表明，这种形式的基因监管可追溯到至少600万年前，进化分裂脊椎动物，昆虫和海葵之间。

出版物：Katerina Pukhlyakova，等人，“-Cateninβ依赖机械机构日期回到CNIDaria和Bilateria的共同祖先，”2018年PNAS; DOI：10.1073 / pnas.1713682115

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