微调机械约束揭示了在小鼠胃类动物中未结合的模式和基因表达程序

科学领域:

• 发展生物学 发展生物学
• 生物物理学的生物物理.
• 细胞生物学 细胞生物学

背景情况:

• 胚胎发育依赖于机械力量和遗传程序之间的复杂相互作用.
• 了解物理线索如何影响形态发生和细胞命运决定至关重要,但仍然具有挑战性.
• 鼠胃类动物提供了一个3D体外模型来研究早期胚胎发生.

研究的目的:

• 为了研究可调节的机械环境对小鼠胃体发育的影响.
• 确定水凝的刚性和嵌入时间如何影响转录形状,模式和形态.
• 在胚胎发生过程中剖析机械力,细胞运动,极化和基因表达之间的关系.

主要方法:

• 在控制硬度 (<30Pa到更高的硬度) 和时间的生物惰性水凝中嵌入小鼠胃素.
• 使用实时成像和细胞跟踪来监测胃体延长,极化和细胞运动.
• 根据不同的机械约束,分析转录形状和前后背图案.

主要成果:

• 超软的水凝 (<30Pa) 促进强大的延长,同时保持图案和转录.
• 较高的度会破坏胃质极化,但基因表达在很大程度上不受影响.
• 早些时候的嵌入显著改变了转录特征,而不依赖于两极分化缺陷,解开了转录和模式.
• 通过实时成像识别的受损细胞运动,是偏振缺陷的基础.

结论:

• 外部机械约束可以选择性地影响特定的发育过程,如模式,转录或形态学.
• 不同的细胞状态对机械线索表现出不同的反应,突出显示了胚胎发育的可塑性.
• 机械力量在塑造形态发生过程中发挥着关键作用,可能独立于转录调节,通过影响细胞运动性.