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科學家在細胞外“重演”細胞分裂

媒體:科技日報  作者:劉霞
專業號:柘珉1 2019/6/6 9:13:45

科學家一直希望能夠了解細胞如何建立、移動、運輸和分裂背后的物理學。據物理學家組織網近日報道,美國團隊的最新研究首次在細胞外“重演”了細胞分裂過程,該成果將有助進一步洞悉細胞開展日常活動的物理過程,有朝一日催生出重大醫學突破,并為新型材料甚至人造細胞開辟新方向。

芝加哥大學物理學教授瑪格麗特·加德爾和博士后基姆·韋里奇領導了這項創新性研究。加德爾說:“細胞如何分裂是生命如何創造自身最基本的方面之一,也是我們數百年來一直試圖理解的東西。”

細胞在身體中移動,但一些最復雜的運動在細胞內部發生,比如,將養分和供應物從一個地方運送到另一個地方、分裂以重建自身等。這種運動的關鍵參與者之一是肌動蛋白——一種將自身組裝成棒和結構的蛋白。

加德爾團隊想要了解肌動蛋白運動背后的物理學,為此,他們提取這一蛋白的組分并嘗試在細胞外構建它們。

在實驗中,韋里奇分離出肌動蛋白,并看著它們形成呈杏仁狀的液滴,當他添加肌球蛋白(肌肉中常見的運動蛋白)時,這些肌球蛋白會自動找到液滴的中心,并將液滴夾成兩半。這是科學家們第一次詳細了解一個細胞如何完成這項任務。

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

她說:“生物學領域的很多問題歸根結底都與分子協作有關,但由于這些活動通常在細胞內部發生,所以很難建模。最新研究讓我們有機會探索是什么基本原則在發揮作用。”

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