NSF 資助支持研究細胞的早期決定

休斯頓——(2021 年 12 月 7 日)——當你只是一小部分細胞時，你已經(jīng)足夠大可以做出決定了。現(xiàn)在，萊斯大學的科學家們正在研究如何做出這些最早的決定以更好地了解我們自己的發(fā)展。

生物科學和生物工程副教授Aryeh Warmflash的賴斯實驗室贏得了120 萬美元的國家科學基金會資助，用于追蹤細胞如何收集和解釋它們在決定命運時從鄰居那里接收到的信號的細節(jié)。

Warmflash 研究分化的復雜過程，在這個過程中，干細胞決定是否在發(fā)育中的胚胎中成為皮膚、骨骼或器官。“這是如何發(fā)生的，這是生物學中最基本的問題之一，也是了解我們自己的起源以及地球上各種生命形式的關鍵，”根據(jù)贈款摘要。

該實驗室在更大(但仍然很小)的原腸胚形成過程中取得了一系列發(fā)現(xiàn)，在此過程中胚胎細胞形成多層并開始做出第一個決定。該過程受細胞環(huán)境中一系列復雜的變化信號的影響，了解這些信號如何影響單細胞水平的決策過程是一個更大的挑戰(zhàn)。

“了解這個過程需要新型定量實驗，在這些實驗中我們測量單個細胞中信號和細胞命運的動力學，以及新的數(shù)學框架來理解這種復雜性，”Warmflash 說。

這將涉及用熒光報告基因修飾的干細胞的活細胞成像和稱為災難理論的數(shù)學框架，以研究細胞如何通過分泌影響其鄰居的蛋白質來協(xié)調特化。

在原腸胚形成期間，稱為 BMP、Wnt 和 Nodal 的三個不同信號通路的級聯(lián)激活該過程。Warmflash 實驗室發(fā)現(xiàn)，這些信號活動以波的形式席卷整個菌落，隨著層的形成，每個波都會觸發(fā)下一個波，但其中的單個細胞解釋復雜信號的動態(tài)過程仍然是個謎。

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