西北大学医学院研究人员近日在卵子发生机制研究中取得进展,阐明细胞如何在发育过程中协调两套关键“支架”系统,以形成健康卵子。相关论文已发表在《细胞生物学杂志》(Journal of Cell Biology)。
研究共同作者、西北大学细胞与发育生物学研究助理教授陆文表示,在卵子形成过程中,一组“护士细胞”会将自身内容物转移至将成为卵细胞的细胞中,包括细胞器和蛋白质等物质;这一过程对生命发育至关重要,但其具体实现方式此前并不清楚。

该研究以果蝇(Drosophila melanogaster)为模型,聚焦细胞骨架的两大组成部分——肌动蛋白丝与微管。研究共同资深作者、西北大学细胞、分子与解剖科学莱斯利·B·阿雷教授弗拉基米尔·盖尔凡指出,肌动蛋白丝通常提供柔韧性与支撑,微管则更为刚性,常作为细胞内运输“轨道”并参与维持细胞形态。尽管两者相互作用早有认识,但在复杂发育阶段如何实现协调仍缺乏明确机制。
研究团队借助显微技术观察到,在为发育中卵子提供营养与物质的护士细胞内,肌动蛋白缆索开始形成的同时,会建立一个稳定的乙酰化微管网络。研究指出,乙酰化是一种可增强微管稳定性的化学修饰,对维持该微管网络至关重要。

实验结果显示,若破坏这一微管结构,肌动蛋白缆索的起始与延长会受到阻断,提示微管在卵子发生过程中发挥基础支架作用。与此同时,肌动蛋白系统也会反向支持微管的组织:当关键的肌动蛋白束缚蛋白缺失时,微管数量减少且长度缩短。研究人员据此认为,成束的肌动蛋白丝可能有助于调节微管的间距与方向,从而维持细胞内部的稳定性与柔韧性。
研究团队将上述相互依赖关系概括为肌动蛋白丝与微管之间的复杂“串话”,两者在组装、定位与组织层面相互影响,为物质向发育中卵子运输提供结构基础。盖尔凡表示,这一发现有助于理解细胞骨架协调对卵子发生的重要性,并指出卵子发育的多个环节在不同物种间具有保守性。
研究人员称,下一步将继续利用创新显微技术对微管进行更细致的观察。陆文表示,先进设备为回答相关基础科学问题提供了支持。
