細胞核が目と脳をどのように組織しているか(How cell nuclei organize eyes and brain)

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2024-08-12 カリフォルニア大学サンタバーバラ校(UCSB)

UCサンタバーバラとドレスデン工科大学の研究者たちは、細胞の核が胚発生中の眼や脳の組織の構造と力学を制御していることを発見しました。これまで細胞の表面が組織の力学を決定すると考えられていましたが、この研究は核が組織の硬さや細胞の配列を直接制御する新しい役割を明らかにしました。ゼブラフィッシュを用いた実験では、核が細胞内で密に詰まることで、組織が「結晶化」し、正常な組織形成に重要な役割を果たすことが確認されました。この発見は、核の異常が組織構造の障害を引き起こす可能性があることも示唆しています。

<関連情報>

脊椎動物の器官形成における核の妨害転移 A nuclear jamming transition in vertebrate organogenesis

Sangwoo Kim,Rana Amini,Shuo-Ting Yen,Petr Pospíšil,Arthur Boutillon,Ilker Ali Deniz & Otger Campàs
Nature Materials  Published:12 August 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41563-024-01972-3

細胞核が目と脳をどのように組織しているか(How cell nuclei organize eyes and brain)

Abstract

Jamming of cell collectives and associated rigidity transitions have been shown to play a key role in tissue dynamics, structure and morphogenesis. Cellular jamming is controlled by cellular density and the mechanics of cell–cell contacts. However, the contribution of subcellular organelles to the physical state of the emergent tissue is unclear. Here we report a nuclear jamming transition in zebrafish retina and brain tissues, where physical interactions between highly packed nuclei restrict cellular movements and control tissue mechanics and architecture. Computational modelling suggests that the nuclear volume fraction and anisotropy of cells control the emerging tissue physical state. Analysis of tissue architecture, mechanics and nuclear movements during eye development show that retina tissues undergo a nuclear jamming transition as they form, with increasing nuclear packing leading to more ordered cellular arrangements, reminiscent of the crystalline cellular packings in the functional adult eye. Our results reveal an important role of the cell nucleus in tissue mechanics and architecture.

細胞遺伝子工学
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