在胚胎肌中,模拟从细胞外介质的原纤维自我组装
Christopher K Revell1, Jeremy A Herrera2, Craig Lawless2
1Department of Mathematics, University of Manchester, Manchester, United Kingdom; Wellcome Centre for Cell-Matrix Research, Faculty of Biology, Medicine and Health, University of Manchester, Manchester, United Kingdom.
在胚胎小鼠肌中的原蛋白自我组装通过相位过渡机制迅速发生,而不仅仅是直接的细胞控制. 这一发现支持了细胞外原纤维在发育过程中形成的新模型.
科学领域:
- 发展生物学 发展生物学
- 生物物理学的生物物理.
- 生物材料科学 生物材料科学
背景情况:
- 原蛋白是多细胞生物的关键结构蛋白,在肌等组织中形成有组织的纤维束.
- 快速的原纤维组织发生在小鼠胚胎的胚胎日13.5和14.5之间.
- 现有的模型建议细胞直接控制原组织,这与观察到的形成时间尺度相冲突.
研究的目的:
- 提出和验证一个阶段过渡模型,用于胚胎肌中的快速原纤维的形成.
- 挑战直接细胞控制的假设,并探索细胞外自我组装机制.
- 为了研究自由原型原蛋白在纤维细胞形成之前的细胞间空间中的作用.
主要方法:
- 用相场晶体模拟来建模来自电子微图的领域中的原纤维化.
- 模拟与观察到的纤维细胞形成模式进行了定量和定性比较.
- 激光采集微解剖与质谱学相结合,用于测量自由原水平.
主要成果:
- 模拟成功复制了观察到的原纤维素形成模式.
- 测量结果显示,细胞间空间中的自由原蛋白稳步增加,直到胚胎日13.5.
- 自由原蛋白的快速减少与不太溶解的原纤维的出现相吻合,支持相变模型.
结论:
- 这项研究提供了关于胚胎小鼠肌中的原纤维细胞外自我组装的证据.
- 一个相位过渡机制为原蛋白的快速组织提供了一个可行的解释.
- 这项研究支持了胚胎发育期间快速形成原纤维的额外机制.
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