我对开发过程中的美丽和复杂的模式感到着迷。图案化过程通常要求一个单元格从其邻居采用不同的身份。通常在细胞生长和分割时形成图案，但仅在图案化的过程中，细胞分裂和生长的协调只是开始被理解。在植物中，细胞分裂的调节对于适当的发展至关重要，因为植物细胞不能相对于彼此移动甚至滑动。我有兴趣增长和细胞司本身如何促进植物中专用细胞类型的开发和图案 - 一种需要分析空间和时间的发展的过程。我的实验室采用了一种新的三点计算形态动力学方法，有助于生物学家了解在空间和时间的发展方式。首先，我们使用共聚焦显微镜来成像起居厂，以便我们可以观察细胞生长和分裂的方式，以及如何在开发期间发生基因表达模式如何变化。每6小时我们将植物从生长室中取出，将其放在显微镜上，拍摄图像，并将工厂退回生长室。其次，我们与图像处理专家合作开发了自动检测诸如核和血浆膜等图像中的软件的软件。例如，我们可以确定细胞群的数量和大小分布。 Finally, we use computational modeling to examine the consequences of our hypotheses in time. We compare our model to the live imaging data to see whether the model recreates the development of the plant. The models help us to refined hypotheses and design new experiments to test them.
利益
特殊细胞类型的发育和形成
植物细胞成像
最近的研究
拟南芥的萼片是一个有用的模型系统，用于研究生长和细胞分裂在器官模式形成中的作用，因为它便于成像和操作。萼片的外表皮有一种典型的巨细胞，它的长度是萼片的五分之一，散布在更小的细胞之间。这种不同细胞大小的模式与细胞分裂和生长紧密交织在一起:它产生于细胞停止分裂并进入特定的内复制细胞周期的时间变化(Roeder et al.， 2010)。我们研究了巨细胞和小细胞模式下的分子网络。我们发现，细胞周期抑制剂LGO(发音为“lego”，因为LGO突变体失去巨细胞，由小块组成)通过使细胞早期退出分裂并进入内复制，促进巨细胞的形成。这种模式也受到细胞间信号传导和通过表皮特化途径基因的转录调控，该途径控制巨细胞的身份。相反，小细胞特性似乎与细胞周期调节有关，因为改变细胞周期足以改变小细胞特性。在我康奈尔大学的实验室里，我们正在使用基因组学和成像技术来更详细地研究细胞周期的调节与巨细胞和小细胞特性的协调。首先，我们通过询问巨细胞和小细胞的基因表达模式有何不同来描述这些细胞的特性。其次，我们正在使用成像和建模来检查花萼内细胞的生长是如何协调产生图案的。 Third, we continue to investigate the molecular networks controlling giant and small cell patterning with genetics and are currently focusing on a mutant that produces ectopic large cells. Finally, we are looking at how our findings in sepals apply to other cell types and organs in Arabidopsis and other plants. The close interrelationship between patterning, growth and division means that we must understand how manipulating one affects the other two in order to engineer better crop plants or biofuels.
