在细胞分裂过程中,母细胞分裂成两个子细胞。它们的新角色和新功能取决于划分平面的方向。指导这种分裂方向的一个关键因素是母细胞的形状。现在,海森堡实验室的博士后Carl-Philipp Heisenberg教授和Benoit Godard发现,分裂的细胞会变软,因此会因来自相邻细胞的机械张力而变形,从而解释了组织张力是如何影响细胞分裂方向的。 Credit: Benoit Godard / IST Austria "邻居组织拉变形软分割细胞。因此,这改变了细胞分裂定位和之后细胞的命运,"卡尔-菲利普海森堡(Carl-Philipp Heisenberg)解释说。 一种新型有机体 研究组织内细胞间的相互作用具有挑战性。由于大量的细胞参与,原因和效果是很难拆解的。因此,卡尔-菲利普利用了一种独特的模式即一种小型海洋无脊椎动物,它发育过程与脊椎动物几乎相同,但细胞很少。此外,细胞的命运很早就决定了。随着细胞的减少和预先确定的发育,腹水(ascidians)使科学家能够更精确地研究组织动力学。 观察动态细胞形成 一个多世纪以来,细胞往往垂直于其长轴分裂。以前,细胞被认为是僵硬的,因此对环境中的机械力不敏感,影响了细胞的形状和分裂方向。与这些信念相反的是,卡尔-菲利普和他的团队现在发现,分裂的细胞可以变得更柔软,从而在外部力量的作用下变形。 视频加载中... 贝诺伊特·戈达尔(Benoit Godard)回忆道:"我们有初步和间接的结果表明,分裂细胞变得柔软,但这与细胞分裂的文献相反。因此,当我对细胞硬度进行生物物理测量时,看到细胞变软,这是我科学生涯中最伟大的时刻。" 通过对发育中的腹水胚胎的细胞形态进行三维扫描,并将其与细胞硬度的生物物理测量相结合,科学家们发现分裂细胞变得更加柔软,并因此在邻近细胞的压力下变形。 卡尔-菲利普总结说:"我们想找出细胞分裂的调控因素。我们发现细胞在分裂过程中变得柔软,这就允许外部机械力影响分裂细胞的形状和分裂方向。" 这项研究为新的基础研究开辟了道路,但也可能与临床研究。例如,肿瘤改变组织张力,这可能再次影响肿瘤细胞的比率和分裂方向。这些结果有助于解释组织畸形,并可能使外部控制的组织形成。 更多信息:Developmental Cell (2020). DOI: 10.1016/j.devcel.2020.10.016