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初期胚における核周囲ERの核サイズのスケールは細胞サイズに依存しない
The Perinuclear ER Scales Nuclear Size Independently of Cell Size in Early Embryos.
PMID: 32473090 DOI: 10.1016/j.devcel.2020.05.003.
抄録
核の大きさは、遺伝子発現、胚の発生、病気の発生に重要な役割を果たしています。酵母から脊椎動物に至るまでの生物における中心的な仮説は、核の大きさは細胞の大きさに比例して変化するというものである。このことは、核はサイズ調節成分の細胞質プールを制限することで設定された定常状態のサイズに到達する可能性があることを示唆している。初期のウニ胚の核の動態を観察することにより、核は各間期で大きく成長し、有糸分裂前には最大サイズに達し、発生の過程で着実に減少することがわかった。細胞質体積を化学的・物理的に操作した結果、細胞サイズが核の大きさと成長の主な決定要因ではないことが明らかになった。むしろ、ダイニン活性によって蓄積された核内小胞体周辺の小胞体が、核表面の成長速度を決定する制限膜プールとして機能していることが示唆された。
Nuclear size plays pivotal roles in gene expression, embryo development, and disease. A central hypothesis in organisms ranging from yeast to vertebrates is that nuclear size scales to cell size. This implies that nuclei may reach steady-state sizes set by limiting cytoplasmic pools of size-regulating components. By monitoring nuclear dynamics in early sea urchin embryos, we found that nuclei undergo substantial growth in each interphase, reaching a maximal size prior to mitosis that declined steadily over the course of development. Manipulations of cytoplasmic volume through multiple chemical and physical means ruled out cell size as a major determinant of nuclear size and growth. Rather, our data suggest that the perinuclear endoplasmic reticulum, accumulated through dynein activity, serves as a limiting membrane pool that sets nuclear surface growth rate. Partitioning of this local pool at each cell division modulates nuclear growth kinetics and dictates size scaling throughout early development.
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