博士生研究

秀丽隐杆线虫(C. elegans)是一种独特的生物体，只需在显微镜下观察就可以观察到它们的生理过程——因为它们的身体是透明的!这一特征为博士生Alison Wirshing提供了巨大的潜力来理解和可视化卵子进入这种线虫子宫的生殖过程。她的观察和技术导致了在排卵时刻发生的精囊细胞组织的发现。

她与生物系的补习实验室合作的研究发表在《科学与科学》杂志上细胞分子生物学“，今年7月，她的发现作为封面照片(见上图)。

补习实验室研究细胞如何接受和反应机械压力。威尔兴与艾琳·克拉姆教授合作，一直在研究线虫生殖系统中的细胞是如何秀丽线虫（C。线虫)协调拉伸和收缩的动作，允许卵子通过生殖器官，以便受精和发育。

秀丽隐杆线虫都是雌雄同体，携带卵子和精子。它们的透明结构允许所有内部过程的可见性，就像它们的自我复制。一条蠕虫在其一生中产生300个卵(卵母细胞)，每个卵母细胞在孵化前遵循一个特定的协调过程。在细胞收缩将卵母细胞推入精囊之前，发育中的卵母细胞在性腺臂中生长。精囊是受精发生的地方。一旦受精，精囊收缩将把卵子推进子宫。

精囊细胞含有肌动蛋白和肌球蛋白束，这两种蛋白质共同作用形成可收缩纤维网络，允许结构拉伸和收缩，在这种情况下将卵子推进子宫。此前曾观察到，这些细胞在排卵前后看起来非常不同。排卵前，肌动蛋白束纤维呈不规则网状结构。然而，之后，每个细胞中的所有肌动蛋白束都出现在同一个方向上。是什么导致了这一切?输入Wirshing。

她使用共聚焦显微镜创建了精囊拉伸和收缩以推动卵子通过的4D图像，以便能够可视化肌动蛋白组织发生的确切时刻。通过荧光蛋白标签和其他可视化工具和数据分析的结合，Wirshing能够确定肌动蛋白组织的峰值发生在细胞收缩以推动卵子前进的时刻。

这些结果为了解其他细胞对机械应力的反应提供了可能。Wirshing发现的肌动蛋白细胞骨架和许多调节蛋白存在于许多物种的系统中，包括像人类支气管气道这样的重要医学系统。

“对我来说很酷的一件事是这两种类型的肌动蛋白网络;基部和顶端。它们在不同的表面上，有不同的网络，确定每种调节蛋白的作用以及它在网络中的作用将是非常令人兴奋的，”威尔兴说。

Wirshing还对力景观的可视化感兴趣——机械应力如何在整个精囊组织中变化——以确定力和肌动蛋白取向之间的关系。

Wirshing和Cram都对这篇论文感到非常兴奋，因为他们能够确定如此多的细胞收缩性，尽可能接近其自然状态，现在有很大的潜力进行更多令人兴奋的研究。