細胞分裂過程首次在細胞外「重演」

2021-01-20 柳林清風

圖為細胞分裂過程首次在細胞外「重演」。來源：物理學家組織網


科技日報記者 劉霞


據物理學家組織網30日報導，科學家一直希望能夠了解細胞如何建立、移動、運輸和分裂背後的物理學。現在，美國科學家首次在細胞外「重演」了細胞分裂過程。最新研究將幫助科學家進一步洞悉細胞開展日常活動的物理過程，有朝一日可催生出重大醫學突破；為新型材料甚至人造細胞開闢新方向。


芝加哥大學物理學教授瑪格麗特·加德爾和博士後基姆·韋裡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，但一些最複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後的物理學，為此，他們提取這一蛋白的組分並嘗試在細胞外構建它們。


在實驗中，韋裡奇分離出肌動蛋白，並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發現液滴兩端之間的中心，並將液滴夾成兩半。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，但由於這些通常在細胞內部發生，所以它們很難建模。最新研究讓我們有機會探索發揮作用的基本原則。」




來源：科技日報

編輯：左常睿

審核：王小龍

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