發育生物學 神經科學 細胞與發育生物學

果蠅複眼的小小建築師─MAGI

世界上存在著形形色色的生物,對於每種生物體如何發展成各自獨有的模樣,型態發生(morphogenesis)的過程是相當重要的。以多細胞生物來說,型態發生需要同時考慮時間和空間兩個面向的細胞分化情形,藉由不同基因和激素調控細胞的分離、生長、移動和凋亡,來奠定整個生物構形。其中最常被探討的分子機制莫過於細胞和細胞間的黏附力(cell-cell adhesion)、胞外基質(extracellular matrix)生成以及細胞的伸縮性(cell contractility)。

在發育生物學領域裡,果蠅是常被作為研究題材的模式生物,那對位於頭部大大的複眼,向來是探討發育學、遺傳學、細胞傳訊(cell signalling)時的主要觀察特徵之一。果蠅的複眼具有六角形蜂巢構造,其源自於胚胎時期的前驅細胞經由一連串分裂分化而來,並在幼蟲前期就發育完成。果蠅複眼約由 800 個小眼組成(ommatidium),小眼之間由小眼間細胞(interommatidial cells)所隔開,而最終特定的排列圖形是靠著計畫性細胞死亡(programmed cell death)以及建立正確的細胞黏附性來達成。

在這篇文章裡,作者發現一種鷹架蛋白質(scaffold protein)MAGI 和細胞黏附分子(cell adhesion molecules) E-Cadherin 的堆積有關。MAGI會藉由和 RASSF8 蛋白形成複合體促進下游訊息傳遞路徑,進而徵召 Bazooka 分子分布於細胞膜上,正向調控 E-Cadherin 的堆積,使細胞間的黏著型連接(adhering junction)能夠重新塑形,讓複眼依照六角形的排列方式發育。此發現除了解答果蠅複眼如何形成之外,也能夠運用在其他方面的研究中,例如,Bazooka 也會表現在一般上皮細胞中,同樣具有調控細胞黏附分子的能力,而 MAGI 和 RASSF8 在人類中也有對應的同源蛋白質(homolog),對於其如何影響細胞間黏著型連接的機制,或許在癌症細胞轉移(metastasis)的研究上也提供了一個新的方向。

參考資料:

  1. Zaessinger, S., Zhou, Y., Bray, S. J., Tapon, N., & Djiane, A. (2015). Drosophila MAGI interacts with RASSF8 to regulate E-Cadherin-based adherens junctions in the developing eye. Development (Cambridge, England), 142(6), 1102–1112. doi: 10.1242/dev.116277
  2. Magi keeps an eye on AJ remodelling. (2015, March 15). Retrieved from http://dev.biologists.org/content/142/6/e0604.full

撰稿人|林琬瑜

上排圖:MAGI 與果蠅複眼細胞數調控有關。下排圖:MAGI 與 E-Cadherin 在細胞中的相對位置。

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