我着迷于在开发过程中形成的美丽和复杂的模式。形成模式的过程通常要求一个细胞采用与其相邻细胞不同的身份。模式通常是在细胞生长和分裂时形成的，然而细胞分裂和生长与模式过程的协调才刚刚开始被理解。在植物中，细胞分裂的调控对于正常发育至关重要，因为植物细胞不能相互移动，甚至不能相互滑动。我感兴趣的是生长和细胞分裂本身如何促进植物中特殊细胞类型的发育和模式——这一过程需要对空间和时间的发育进行分析。我的实验室采用了一种新的三叉计算形态动力学方法，帮助生物学家理解发育是如何在空间和时间中发生的。首先，我们使用共聚焦显微镜对活植物进行成像，这样我们就可以观察细胞是如何生长和分裂的，以及基因表达模式在发育过程中是如何随时间变化的。每隔6小时，我们就把植物从生长室中取出，放在显微镜下，拍下照片，然后把它放回生长室。其次，我们与图像处理专家合作，他们开发软件，自动检测图像中的特征，如细胞核和质膜。例如，我们可以确定一个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
专业细胞类型的开发和图案
植物细胞成像
最近的研究
拟南芥SEPAL是一种有用的模型系统，用于检查生长和细胞分裂在器官图案中的作用，因为它可用于成像和操纵。萼片的外表皮含有巨细胞的特征图案，其延伸了萼片的长度，在较小细胞之间穿插。这种不同细胞尺寸的模式紧密地与细胞分裂和生长交织在一起：它从细胞停止分割并进入专用的eNEDOREDUPLICACT细胞周期时源于时分的变化（Roeder等，2010）。我们调查了巨大细胞和小细胞图案的分子网络。我们发现细胞周期抑制剂LGO（发音为“乐高”，因为LGO突变体失去巨细胞并由小嵌段制成）通过使细胞出口分裂并提前进入eNEdoreduplication来促进巨型细胞形成。该图案也受到表皮规范途径的细胞间信号和转录调节的调节，其控制巨细胞的身份。相反，小细胞标识似乎与细胞周期调节相关联，因为改变细胞周期足以改变小的小区标识。在我的实验室在康奈尔，我们使用基因组学结合成像，更详细地研究细胞周期调节与巨型和小细胞同一性。首先，我们通过询问巨型细胞和小细胞的基因表达模式的不同方式表征这些细胞标识。其次，我们正在使用成像和建模来检查萼片内细胞的生长如何协调以产生模式。 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.
