减数分裂 II 卵母细胞中稳定纺锤体定位的流体动力学机制

胞质环流，即细胞内流体的持续流动，会引起细胞内物质运输，这在基本生物学过程中起着关键作用。在等待受精的减数分裂 II 小鼠卵母细胞（发育中的卵细胞）中，纺锤体（负责在细胞中分裂遗传物质的蛋白质结构）必须在靠近细胞皮质（与细胞膜结合的薄肌动蛋白网络）的位置维持数小时。然而，伴随这种稳定定位的胞质环流在直觉上似乎会破坏纺锤体的位置。在这里，通过数值和解析建模的结合，我们揭示了一种新的、用于皮质帽下稳定纺锤体定位的流体动力学机制。我们表明，这种稳定性关键取决于纺锤体大小和来自皮质的主动驱动，并证明了稳定的纺锤体定位可以纯粹由胞质流动对纺锤体施加的流体动力学吸力产生。我们的研究结果表明，局部流体动力学力足以稳定纺锤体，解释了其不仅对垂直于皮质而且对平行于皮质的扰动都具有鲁棒性。我们的结果阐明了胞质环流在哺乳动物减数分裂中的重要性。