Cellekontakter i embryonal udvikling bestemmer cellulær skæbne

Det gennemsnitlige menneske har omkring 37,2 billioner celler. Men celler er differentieret til tusindvis af forskellige funktioner. Hvordan 'ved' en celle, hvilken funktion den skal udføre? I et papir offentliggjort i dag i Udviklingscelle , gruppen af ​​Carl-Philipp Heisenberg ved Institute of Science and Technology Austria (IST Austria), herunder førsteforfatter og ph.d. studerende Vanessa Barone, kaster lys over, hvordan en celles skæbne bestemmes. For første gang, de rapporterer en positiv feedback-loop mellem varigheden af ​​celle-celle-kontakter og specifikationen af ​​en celles funktion.

Celler sidder ikke bare passivt ved siden af ​​hinanden. I stedet, naboceller kan danne kontakter med hinanden - forbindelser af forskellig størrelse, styrke og varighed, der rækker fra en celle til en anden. Heisenberg og hans gruppe brugte zebrafisken til at undersøge, om signalering mellem celler og celle-celle-kontaktdannelse påvirker hinanden, og påvirke, hvordan en celles skæbne bestemmes.

Forskerne så på progenitorceller i den anteriore aksiale mesendoderm, der giver anledning til enten hovedmesoderm eller endoderm af det udviklende embryo. I dette system, forfatterne identificerede en positiv feedback-løkke mellem celle-celle-kontaktdannelse og celleskæbnespecifikation:når mesendoderm progenitorceller danner langvarige celle-celle-kontakter, de bliver hoved mesoderm celletyper, mens kortvarige kontakter resulterer i endoderm celletyper.

Celle-celle-kontaktdannelse og celleskæbnespecifikation fremmer hinanden ved kontaktdannelse, der udløser høj Nodal/TGFβ-medieret celle-celle-signalering, nødvendig for hoved mesoderm celle skæbne specifikation og differentiering; nodal signalering, på tur, fremmer dannelse af celle-cellekontakt. Forfatterne identificerede derved celle-celle-kontaktvarighed (i modsætning til f.eks. antallet eller størrelsen af ​​celle-celle-kontakter) som en nøglefunktion i at kontrollere niveauet af celle-celle-signalering, der bestemmer binære celleskæbnebeslutninger under embryonal udvikling.