科學(xué)家在細(xì)胞外“重演”細(xì)胞分裂

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來源：科技日?qǐng)?bào)

2019-06-04

美國(guó)團(tuán)隊(duì)的最新研究首次在細(xì)胞外“重演”了細(xì)胞分裂過程，該成果將有助進(jìn)一步洞悉細(xì)胞開展日?；顒?dòng)的物理過程，有朝一日催生出重大醫(yī)學(xué)突破，并為新型材料甚至人造細(xì)胞開辟新方向。

科學(xué)家一直希望能夠了解細(xì)胞如何建立、移動(dòng)、運(yùn)輸和分裂背后的物理學(xué)。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)團(tuán)隊(duì)的最新研究首次在細(xì)胞外“重演”了細(xì)胞分裂過程，該成果將有助進(jìn)一步洞悉細(xì)胞開展日常活動(dòng)的物理過程，有朝一日催生出重大醫(yī)學(xué)突破，并為新型材料甚至人造細(xì)胞開辟新方向。

芝加哥大學(xué)物理學(xué)教授瑪格麗特·加德爾和博士后基姆·韋里奇領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)創(chuàng)新性研究。加德爾說：“細(xì)胞如何分裂是生命如何創(chuàng)造自身最基本的方面之一，也是我們數(shù)百年來一直試圖理解的東西。”

細(xì)胞在身體中移動(dòng)，但一些最復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)在細(xì)胞內(nèi)部發(fā)生，比如，將養(yǎng)分和供應(yīng)物從一個(gè)地方運(yùn)送到另一個(gè)地方、分裂以重建自身等。這種運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵參與者之一是肌動(dòng)蛋白——一種將自身組裝成棒和結(jié)構(gòu)的蛋白。

加德爾團(tuán)隊(duì)想要了解肌動(dòng)蛋白運(yùn)動(dòng)背后的物理學(xué)，為此，他們提取這一蛋白的組分并嘗試在細(xì)胞外構(gòu)建它們。

在實(shí)驗(yàn)中，韋里奇分離出肌動(dòng)蛋白，并看著它們形成呈杏仁狀的液滴，當(dāng)他添加肌球蛋白（肌肉中常見的運(yùn)動(dòng)蛋白）時(shí)，這些肌球蛋白會(huì)自動(dòng)找到液滴的中心，并將液滴夾成兩半。這是科學(xué)家們第一次詳細(xì)了解一個(gè)細(xì)胞如何完成這項(xiàng)任務(wù)。

加德爾說，觀察這個(gè)過程——生物如何利用液滴的結(jié)構(gòu)來形成更多生命，不僅令人著迷，而且非常有用。雖然不同蛋白質(zhì)細(xì)胞分裂的形式不一樣，但基本原理可能類似。

她說：“生物學(xué)領(lǐng)域的很多問題歸根結(jié)底都與分子協(xié)作有關(guān)，但由于這些活動(dòng)通常在細(xì)胞內(nèi)部發(fā)生，所以很難建模。最新研究讓我們有機(jī)會(huì)探索是什么基本原則在發(fā)揮作用。”

總編輯圈點(diǎn)

宏大如宇宙，微小若細(xì)胞，都蘊(yùn)藏著無限科學(xué)奧秘。在生命體中，細(xì)胞所處的微環(huán)境極其復(fù)雜，細(xì)胞行為也十分微妙，其中包含大量未知有待揭開。設(shè)計(jì)和使用相關(guān)方法、技術(shù)，來觀察和洞悉細(xì)胞行為就顯得非常重要。這將有助于科學(xué)家認(rèn)識(shí)生命體運(yùn)行的深層機(jī)制，甚至為某些疾病治療提供新的啟發(fā)。

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