1. 发育生物学
  2. 进化生物学
下载图标

细胞外基质:雕刻新结构

  1. 乔斯林麦当劳 是通讯作者
  2. 义泰
  1. 生物学,堪萨斯州立大学,美国科
  2. 生物系,迈阿密大学,美国
眼光
  • 引0
  • 查看342
  • 注释
引用本文如:188bet体育电竞网上生活2020; 9:e57668 DOI:10.7554 188bet体育电竞/ eLife.57668

抽象

后叶,最近发展结构在一些物种的起源果蝇,已经变得更加清晰。

正文

在现代进化发育生物学(EVO发育生物学)的一个关键问题是新的形式和结构如何机体发育过程中的发展,尤其是那些没有从前期现有的。可以通过各种机制,包括基因共选项(使用预先存在的基因为新的目的),或新的基因的获取(产生新的结构卡罗尔,2008年)。然而,迄今为止EVO发育生物学研究往往集中于这些过程的基因调控,并为此付出相对较少关注开发过程中身体形态,这些新的形式和结构的细胞和细胞外的过程。

有些种类的后叶果蝇果蝇 - 具有在配合作用男性生殖器的楔形生长 - 是,最近发展了新的结构的一个例子(图1;Frazee和Masly,2015年)。来自组织的叶起源称为横板和毗邻claspers(一种结构,即有助于雄性交配期间附连到女性)。叶瓣,其中有各种形状和大小,在的一些物种只发现果蝇亚组苍蝇,包括果蝇和D. sechellia亚辛和ORGOGOZO,2013)。耳垂的进化是由成为可能增选的基因网络控制呼吸开口的发展称为幼虫气门进入生殖器发育(格拉斯福德等人,2015年)。然而,一些问题仍然悬而未决:如何后叶把发展过程中的形状?以及如何做生殖器与叶种的发展从物种区别在于没有叶?现在,在网上生活188bet体育电竞,萨拉·史密斯杰奎琳,兰斯·戴维森和马克Rebeiz来自匹兹堡大学的报告对4种不同果蝇的实验结果 - 两次与叶和两个不 - 对这些问题的棚子光(Smith等人,2020)。

后叶中的一些物种的出现果蝇

一个)示出了四个之间的关系的系统树果蝇种类。后叶是从横向板,其首先出现在的共同祖先的突起(由蓝绿色箭头表示)D. sechellia果蝇。叶瓣中找不到D. biarmipes或D. ananassae;星号表示在对应于所述突出部的位置在其他两个物种的横向板的位置。()在D. sechellia黑腹果蝇细胞外基质(粉红色)覆盖生殖器,包括拉长后叶(PL)和交接(C)的整个顶面(外侧)。在D. biarmipes或D. ananassae基质未达到对应于该侧板的区域(LP:星号)。

史密斯等人。通过询问哪个细胞过程背后的后叶的形成(开始海森堡和Bellaïche,2013)。他们研究了包括细胞增殖(其中将细胞从组织“变形”的若干层为单个层,以使所述组织更长和更薄),其涉及细胞变得更薄的过程,极化细胞插层,和顶端细胞收缩(一端到给它一个楔形形状)。出人意料的是,没有这些过程似乎是叶形成的主要驱动力。相反,后叶中黑腹果蝇从侧板通过在单元高度的显着增加地延伸。由于细胞外基质已经知道形状的器官和身体部分(布朗,2011;田尻,2017年),Smith等人。决定探索它是否也可以在后叶驱动扩展。

细胞外基质是一种网状网络,其由糖蛋白,蛋白聚糖,和其它蛋白质。称为矮胖一个巨大的细胞外基质蛋白确定组织中的形状黑腹果蝇通过将它们锚固在幼虫或蛹的角质层(Etournay等人,2015年;Ray等人,2015年;威尔等人,2000)。史密斯等人。发现,在裂物种,含有矮胖细胞外基质覆盖大部分男性生殖器,包括后叶的顶侧的,因为它形成(图1B)。在非叶状物种,但是,这种胞外基质不覆盖侧板。这些结果与该裂物种表达矮胖mRNA在侧板和未来后叶更宽的图案发现一致。此外,当Smith等人。使用RNA干扰破坏矮胖的在未来叶淀积中,波瓣的高度以剂量依赖性方式降低。因此,矮胖的在胞外基质中的量决定了波瓣的形状和高度。此外,与所述叶联营似乎没有直接相互作用与角质层,这表明在叶的形成,它独立于锚定到角质层为矮胖的新作用的细胞外基质。

有几个问题仍然是关于后叶的发展和演变。首先,如果矮胖未锚定瓣角质层,如何含有矮胖细胞外基质促进后叶的形成?史密斯等人。提供三种可能的情况:(ⅰ)提供矮胖的结构支持,帮助细胞伸长的凸角;(ii)所述细胞外基质机械拉叶细胞;或(iii)胞外基质涂改细胞叶发育期间的信令活动。其次,它是未知的矮胖沉积是否确定的密切相关的物种中发现的广泛不同后叶形状果蝇组(图1A)。它也是未知根尖细胞外基质,通过矮胖或其他基质蛋白是否有助于形成基本的瓣状结构中姐物种如发现果蝇D. yakuba和别的 (格拉斯福德等人,2015年;亚辛和ORGOGOZO,2013)。

改变在细胞外基质可以影响组织器官的形状的演变发现在进化生物学广泛的影响。由于这种作用,为细胞外基质是在器官形成的最后步骤之一,“的调整”该步骤很可能具有不影响生物体的生存力对器官和组织的形状产生直接影响。因此,该步骤可以是用于细胞和组织的形状,包括新的结构的演进的演进的热点。Smith等人的结果。建议在细胞外基质和其他细胞外因素可能在开发过程中已经进化为雕刻各种新结构新方法。

参考

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 6
  6. 7
  7. 8
  8. 9
  9. 10
  10. 11

文章和作者信息

作者详细信息

  1. 乔斯林麦当劳

    乔斯林麦当劳在堪萨斯州立大学的司生物,曼哈顿,美国

    对于通信
    jmcdona@ksu.edu
    利益争夺
    没有利益冲突的声明
    ORCID图标 “这ORCID ID标识这篇文章的作者:”0000-0002-7494-1466
  2. 义泰

    义泰在生物学的迈阿密大学的系,牛津大学,美国

    利益争夺
    没有利益冲突的声明
    ORCID图标 “这ORCID ID标识这篇文章的作者:”0000-0001-9824-3454

出版物历史

  1. 记录的版本发布:2020年5月28日(第1版)

版权

©2020年,麦当劳和泰

这篇文章刊登于的条件分布知识共享署名许可,允许无限制地使用和再分配提供的原始作者和源记。

度量

  • 342
    页面访问量
  • 26
    下载
  • 0
    引文

通过轮询遇到下列源的最高计数产生的文章引用次数:交叉引用PubMed中心SCOPUS

下载链接

链接两部分列表下载文章或文章的部分,在各种格式。

下载(链接到下载文章为PDF)

下载全文(链接从这篇文章下载引用的各种参考经理工具兼容的格式)

打开引用(链接从这篇文章中各种在线参考经理服务打开引文)

  1. 延伸阅读

延伸阅读

    1. 发育生物学
    2. 干细胞与再生医学
    迪帕克甲梶等。
    研究论文
    1. 计算与系统生物学
    2. 发育生物学
    乔纳斯·哈特曼等。
    研究论文