细胞共生的发现：比勒菲尔德研究人员揭示细胞外基质的秘密！

细胞共生的发现：比勒菲尔德研究人员揭示细胞外基质的秘密！

2025 年 8 月 18 日，包括比勒费尔德大学在内的国际研究团队在该杂志上发表了一项开创性的研究美国国家科学院院刊（美国国家科学院院刊）。该研究研究了团队中的细胞如何形成复杂的结构，特别是通过细胞产生的细胞外基质（ECM）中的相互作用。该研究的重点是模式生物Volvox carteri，这是一种由大约 2,000 个细胞组成的绿藻。

科学家们使用荧光标记的 ECM 蛋白（称为信息蛋白 II）来可视化 ECM 的结构。为了做到这一点，他们使用了共焦激光扫描显微镜 (CLSM)，它能够获得 ECM 的高分辨率图像。结果表明，信息蛋白 II 位于 ECM 的边界结构处，尽管细胞间产生不同的蛋白质，但外部结构的稳定性得以维持。有趣的是，ECM 的隔室遵循数学 k-gamma 分布。

动态发展和自组织

该研究的一个重要发现是细胞无需直接协调即可集体创建稳定的外部结构的能力。这表明了一个自组织的过程。研究人员还发现，ECM 结构具有圆形或多边形边界，这些边界随着藻类的生长而变化。

研究团队由多位专家组成，包括比勒费尔德大学的Armin Hallmann教授、Benjamin von der Heyde博士和Eva Laura von der Heyde博士，以及剑桥大学的Anand Srinivasan、Sumit Kumar Birwa博士、Steph Höhn博士和Raymond Goldstein教授。这项合作得到了 Wellcome Trust 和 John Templeton Foundation 的资助。

细胞外基质的作用

细胞外基质在细胞通讯和相互作用中起着至关重要的作用。它由异质基本物质组成，包括水、糖蛋白、多糖和重要的营养素。主要成分还包括胶原蛋白，胶原蛋白形成各种类型的纤维，几乎存在于每个组织中。该基质不仅影响组织的特性，还通过蛋白质和基质成分之间的相互作用影响细胞行为。

研究还表明，V. carteri 中 54% 的基因是细胞类型特有的。已鉴定出两种主要的细胞类型特异性启动子：PCY1（在生殖细胞（生殖细胞）中活跃）和 PFP（在体细胞中发挥作用）。这些启动子为 V. carteri 内的基因操作和基因功能研究提供了有效的分子工具。

总体而言，该研究强调了 ECM 动力学对于复杂细胞结构的形成和稳定性的重要性，并为理解多细胞性和细胞分裂开辟了新的视角。

原始出版物由 Benjamin von der Heyde 等人撰写，于 2025 年 8 月 12 日出版，可在 DOI 下找到： 10.1073/pnas.2425759122 可以查看。

有关细胞外基质的更多信息，请访问 维基百科 。

对卡特里弧菌和相关生物体的研究可以在合成生物学和医学研究中具有广泛的应用，例如开发更具体的疗法或加深我们对细胞行为的理解。

比勒费尔德大学 报道称，关于细胞自组织能力的科学发现为生物学研究开辟了新途径。

总之，这项研究拓宽了我们对生命复杂性的看法，并揭示了细胞在自然环境中的相互作用。