《Science | 形成因子使相互作用的超细胞阶段产生器官结构》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2023-11-27
  • 本文内容转载自“ CNS推送BioMed”微信公众号。原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/IW_IzsrDoHBWCFp8LCfdWA

    2023年11月24日,洛克菲勒大学等机构的研究人员在 Science 发表了题为Morphogens enable interacting supracellular phases that generate organ architecture的文章。

    在脊椎动物器官发生过程中,形态复杂性的增加与形态原的表达密切相关。该研究表明形态因子如何影响鸟类皮肤集体或“超”细胞尺度上的自组织过程。

    研究人员在长度尺度上进行了物理测量,揭示了与细胞尺度相比,在超细胞尺度上被放大的形态激活物质特性差异。在细胞上,研究人员发现成纤维细胞生长因子(FGF)促进组织的“凝固”,而骨形态发生蛋白(BMP)促进流动性和增强机械活性。总之,这些效应在间充质组织中产生了无膜的基室,它们被机械地启动,以驱动鸟类皮肤组织出芽。理解这一多尺度过程需要区分细胞尺度上形态形成的近端效应和超细胞尺度上形态形成的功能效应。



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    • 2024年6月7日,苏黎世联邦理工学院Berend Snijder通讯在Science发表题为Cellular architecture shapes the na?ve T cell response的文章,揭示了一个以前未被认识的T细胞生物学维度——细胞结构(cellular architecture)——它预先决定了T细胞受体(TCR)信号传导的强度和随后的分化轨迹。 作者采用了一种创新的方法,将高通量荧光显微镜与基于深度学习的图像分析相结合,来表征原代人类和小鼠T细胞的结构异质性。值得注意的是,他们确定了三个不同的结构亚群:形态极化细胞(morphologically polarized cell, TP),缺乏深核膜内陷(deep nuclear envelope invagination, NEI)的非极化细胞(conventional, TO),和表现出深核膜内陷的非极化细胞(stripy, T?)。这个NEI结构集中了内质网、线粒体和核孔复合体等细胞器。有趣的是,这些结构亚群的丰度在T细胞分化状态、组织和发育阶段各不相同。值得注意的是,T?结构在幼稚的CD8 T细胞中占主导地位,表明它在形成早期T细胞反应中发挥了作用。在抗原刺激后,T细胞迅速转变为TP形态,与To细胞相比,表现出更强的TCR信号传导和效应分化。 作者证明,T细胞中TCR信号传导的增强依赖于钙库操作性钙内流(store-operated calcium entry, SOCE)的增加,而SOCE机制在NEI内的空间共定位促进了这种增加。值得注意的是,即使考虑到T细胞活化的已知分子调节因子,如CD5、CXCR3和NUR77的表达,这种依赖于T-ARCH的信号差异仍然存在。利用离体单细胞命运跟踪,作者进一步揭示了T?细胞更早地开始细胞分裂,形成更大的集落,并优先分化为表达肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和干扰素-γ(IFN-γ)的效应子样细胞。相反,TO细胞表现出受抑制的TCR信号传导、较慢的增殖和采用以TCF1表达为特征的记忆前体表型的倾向。 值得注意的是,作者在整个体内急性病毒感染过程中观察到T-ARCH景观的动态重塑。在重新建立富含T?的记忆库之前,na?ve T?-显性群体在感染高峰期转变为效应TP偏向的模式。这种结构可塑性表明TARCH在感染和疫苗接种过程中调节T细胞反应的潜在作用。该研究还揭示了T-ARCH异质性的起源,发现了自身肽-MHC相互作用在胸腺T细胞成熟过程中的作用。作者观察到从TO占主导地位的未成熟双阳性胸腺细胞转变为富含T?的幼稚CD8 T细胞库的转变,可能反映了在自身抗原更强的TCR信号传导下T?细胞的阳性选择。 总之,这项开创性工作鉴定了细胞结构作为幼稚T细胞命运决定的预先决定因素,揭示了T细胞生物学先前未被重视的维度。通过阐明T-ARCH依赖性TCR信号传导和分化轨迹的机制,此研究为T细胞对感染和疾病的反应的预测建模和治疗调节铺平了道路。
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    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-11-13
    • 本文内容转载自“ BioArt植物”微信公众号。原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/9gezzTNEEjLk8Xpfc3DSTA 2023年11月9日,瑞士洛桑大学与法国巴黎萨克雷大学的研究人员在Science发表题为Plant cell wall patterning and expansion mediated by protein-peptide-polysaccharide interaction的研究论文。该研究使用拟南芥花粉管为模型系统,证明了RAPID ALKALINIZATION FACTOR 4 (RALF4)与LEUCINE-RICH REPEAT EXTENSIN8(LRX8)形成异四聚体,通过RALF4的多阳离子表面以电荷依赖的方式特异性地与去甲基化果胶相互作用,该过程是形成细胞壁的关键。 植物细胞壁由纤维素微纤维和果胶等基质聚合物组成,细胞壁多糖组装成特定的模式是植物生长发育所必需的。一直以来,植物细胞壁单体如何形成一个可生长发育的细胞壁的模式是植物生物学的核心问题。细胞扩增需要快速的反馈信号严格控制,这些信号相互协作调控细胞壁形成,避免细胞壁完整性的丧失,而该过程中通过去甲基化调节多聚半乳糖醛酸电荷发挥关键作用,但具体的分子机制尚未明晰。 该研究证明了RALF4在细胞壁形成过程中的信号及结构的双重作用。LRX8-RALF4复合物不仅作为信号分子,还作为细胞壁的组成成分,结合并凝聚果胶等细胞壁多糖形成网状结构,并在花粉管生长过程中保持细胞壁的完整和可扩展性。该研究可能为揭示蛋白-多糖相互作用在细胞壁结构和功能中的其他作用提供灵感。