生殖细胞引导中的新进展

　　 

生物通报道：许多类型的细胞能够用分子发动机来推动它们通过身体并由“通路寻找机制”指导。发育过程中，其中一种大迁移现象是果蝇胚胎中的原始生殖细胞进行的“旅行”。这些细胞被一个内陷过程携带并且能正确的穿过身体从而形成生殖腺，这些细胞在旅行的途中获得了许多成熟生殖细胞的特征。“这些细胞如何穿越发育着的机体”这个问题困扰了生物学家许多年，但现在通过艰辛的努力，研究人员向确定引导这些旅行者的背后的机制迈进了一步。Kazuko Hanyu-Nakamura等人将最新的研究结果发表在Development的网络版上。

这篇文章描述了生殖细胞迁移的一种很有吸引力的新模式，其中包括一对引导分子——Wunen和Wunen2各自在生殖和体细胞中的活动。

研究从筛选突变果蝇入手，研究人员找到一种具有特殊表现型的果蝇：在这种果蝇中，其原始生殖细胞在迁移过程中表现出缺陷，即极细胞在通常开始与生殖腺中胚层联合的阶段大量死亡。这种遗传缺陷因母性影响突变（maternal effect mutation）引起，这意味着它的功能（或失去的功能）完全取决于雌性果蝇的遗传。进一步分析表明这些出现问题的极细胞能够正常地开始它们的发育和迁移，而且它们的死亡率在与程序性细胞死亡关系最密切的分子活动中没有表现出显著的上升。

Hanyu-Nakanura等确定出引导基因wunen2基因发生突变的位点。已经知道这个基因的产物和它的亲戚wunen在果蝇极细胞迁移引导中扮演重要角色。这些基因能够编码LPPs（lipid phosphate phosphatases），据说这种酶能够降解细胞外物质，因此造成一种生殖细胞不喜欢的环境并引导这些细胞到达生殖腺位置。其中任何一个基因在体细胞中过表达都能造成极细胞的死亡：这也表明它们对生殖细胞发育能力的重要影响。因为对wun2功能的一种母性影响以前从来没有报道过，所以也刺激了研究组对其功能进行进一步研究的兴趣。

结果他们的发现令他们自己非常震惊。尽管当wun和wun2在体细胞中过度表达时，它们会导致极细胞死亡，但研究组发现母性的wun2活性事实上是维持在“细胞自治”方式中的极细胞所必须的，而缺乏母性的wun2的细胞在迁移过程中死亡率显著增加。这意味着wun2在体细胞中表达与否对生殖细胞的存活非常重要。Hanyu-Nakamura认为这可能是因为在体细胞中表达的Wun和Wun2与生殖细胞中母方提供的Wun2处在一个竞争性的动态平衡中，这可能是它们都能摄入一种生殖细胞生存必须的常见底物并将其脱磷酸化的结果。在这个模型中，体细胞中Wun或Wun2过多将会夺走生殖细胞的生存信号，从而导致它们死亡；而生殖细胞中Wun2过少也有相同的效果。这种假定的底物已经被确定，但是如果Hanyu-Nakamura模型正确，那么它将能很好地解释LPPs在发育过程中（轴突生长和胚胎外血管生成过程）的作用。