細胞那麼小,皆因難逃重力「魔咒」

2020-12-06 生物谷

大家都知道細胞很小,一個動物細胞的平均直徑只有10微米,但是為什麼細胞不能大一點呢?傳統的觀點認為,如果細胞體積變大,則會使其難以吸取足夠的養分和能量去維持細胞本身的運作。這個觀點一直是標準說法——但最近,普林斯頓大學的生物工程師瑪麗娜?費裡克(Marina Feric)和克裡夫?布朗韋恩(Cliff Brangwynne)在期刊《自然·細胞生物學》(Nature Cell Biology)上發表論文,闡述了重力對細胞大小的影響。

12月8日在費城舉辦美國細胞生物學學會和國際細胞生物學聯合會大會上,費裡克和布朗韋恩將發言介紹重力對細胞的影響,解釋非洲爪蟾(Xenopus laevis)巨大的卵細胞如何支撐核內成千上萬無膜的細胞區室。從細胞來看,非洲爪蟾的卵細胞很大,其單個細胞核就比人體內大部分的細胞還要大。如果說人類細胞的平均大小相當於美國普通房屋,那麼非洲爪蟾卵細胞就如同帝國大廈。費裡克和布朗韋恩選取這種體積如「摩天大廈」的細胞,對其機械特性進行深入研究。

在細胞中,大部分細胞區室都有膜包裹,而那些無膜細胞區室則像沒有瓶子裝著的啤酒,或者像是沒有柵欄包圍的綿羊,沒有一種物質真正意義上支撐、分隔它們。但這些無膜的細胞區室並沒有聚成一團墜在細胞核底部,這表明它們似乎沒有受到重力的影響。

其中一種無膜區室就是核體。核體由RNA和蛋白質組成,呈小液滴狀。在細胞核中,它們就像是被油包裹的醋滴。按理來說,每當它們靠在一起,它們就會融合併下沉,然而事實上它們卻並沒有在細胞核底部聚成一團。費裡克和布朗韋恩曾發現,肌動蛋白網通過使核體保持較小的體積,從而避免核體聚集成團。那這種肌動蛋白網為何如此強韌呢?

核仁在肌動蛋白網的作用下可以很好的懸浮在細胞核中。但當肌動蛋白網被破壞後,核仁迅速沉到底部,聚集成一團。視頻來源:eurekalert.com

費裡克和布朗韋恩希望測量地球施加在核體上的引力,是如何抗衡肌動蛋白網所提供的支持力的。他們向細胞核內注射了一個磁珠,利用外加磁場讓磁珠給細胞施加一個力。他們發現,細胞核中的肌動蛋白網比果凍還要軟,不過它和果凍一樣,戳一下也會很快恢復原狀。肌動蛋白像果凍一樣包裹著核體,使其不受地球引力的影響。隨著在磁珠上施加的外力變大,肌動蛋白會表現出非牛頓流體(譯者註:液體粘度會隨切變率變化而變化)的特性,質地變得更加緻密且粘稠,使核體免於聚成一團下墜,從而保護了細胞核。不過,當施予的外力足夠大時,肌動蛋白網也會破裂,不再能包裹住核體。

這表明肌動蛋白網的機械特性會幫助細胞核抵抗重力作用,同時也使細胞核兼具柔韌性和剛性,以維持生命活動;而如果細胞體積過大,其受到的重力大於肌動蛋白網所能提供的支持力,細胞核內的物質就無法維持正常的結構了。(生物谷Bioon.com)

相關焦點

  • 法老王也難逃敗北的命運,奧利哈剛真是名副其實的魔咒卡牌
    這張卡本身有著提升己方全場怪獸攻擊力的效果,但是,使用這張卡的決鬥者最終統統敗北,即便是法老王也難逃敗北的命運,真可謂是名副其實的魔咒卡牌。奧利哈剛的結界這張卡最早由多瑪三人組的幾個手下開始使用,這張卡在增加己方場上怪獸攻擊力的同時,還能讓敗者的靈魂給封印掉。單就效果而言,奧利哈剛無疑是最頂級的卡牌之一。
  • 甘油三酯異常升高,中年人難逃的魔咒?
    (圖片來源於網絡) 怎麼診斷高甘油三酯血症 高甘油三酯血症常因年齡逐漸增長 甘油三酯異常升高,中年人難逃的魔咒?------蘭世亭醫學健康科普第2096帖 馬醫生推薦
  • 29歲王玉玲難逃「瓊女郎魔咒」,與男友一同墜入活火山海域身亡
    瓊瑤阿姨電視劇中的女配角貌似命運都不太好,當時29歲的王玉玲也難逃「瓊女郎魔咒」,和男友一起外出的時候,由於飛機失事,兩人一同墜入了活火山海域,最終不幸身亡。
  • 小龍蝦養殖的「五月魔咒」真的那麼恐怖嗎?還有救嗎?
    小龍蝦養殖的「五月魔咒」真的那麼恐怖嗎?還有救嗎?2018-04-26 16:08:00  水產養殖網  出處:湖北牧漁人        瀏覽量: 11400 次 我要評論
  • 《哈利波特》:最受歡迎的魔咒Top 10,哪一個是你的最愛呢?
    《哈利波特》小說的英國出版商「布魯姆斯伯裡」(Bloomsbury),曾搞過一次最受哈粉歡迎的《哈利波特》魔咒Top 10投票(當然,這項活動是在外粉中間進行)。 我們今天就來看看,外粉們最喜歡的魔咒與咱們國內的粉絲是否不謀而合呢!
  • 這種海鮮,因壽命太長泛濫成災,沒任何天敵,最終難逃吃貨的嘴!
    這種海鮮,因壽命太長泛濫成災,沒任何天敵,最終難逃吃貨的嘴!現在我們的生活水平越來越高了,大家對吃海鮮,還是能接受的。不誇張的說,有的人為了吃海鮮,專門跑到大海邊。有一種海鮮是很特殊的,這種海鮮,因壽命太長泛濫成災,沒任何天敵,最終難逃吃貨的嘴!這種海鮮的名字叫做椰子蟹,這種海鮮和其他海鮮不一樣,它是生活在陸地上的。因此椰子蟹屬於很特殊的海鮮。在中國幾乎是看不到椰子蟹的蹤影,不過在外國的一些海邊,椰子蟹很普遍的海鮮。經常性看到椰子蟹,它們的肉質看起來鮮嫩無比。
  • 重力小了,根就追著水分空中繞圈
    接下來,科學家將對材料進行細胞、基因分析,從中尋找重力對植物生長的影響機理,為未來發展太空農業做準備。  「保溫杯」裡長出20多棵小苗  人工氣候室的一間實驗房中,從太空返回的擬南芥仍然裝在送它上太空的「保溫杯」中——看起來好像一隻瘦長的磨砂玻璃杯,杯口不過5釐米寬,高不足20釐米。
  • 恆大丟冠,也許張琳芃難逃此咎
    」,結果賽後被無數敵對媒體拿出來嘲諷;還有一個不得不提及的花邊故事,那就是張琳芃在賽前主動為球隊開啟了丟冠魔咒 - -觸摸冠軍獎盃!這項細節在賽後也成為了很多球迷討論的熱點話題。那麼經驗豐富的張琳芃為什麼要這麼做呢?首先,所謂的魔咒雖然看起來存在,但這事準不準事前沒人知道,或許張琳芃根本不相信這樣的論調(但以往他並沒這麼做過);其次是張琳芃有足夠的自信,認為球隊拿下這座獎盃是沒有任何懸念的。這也恐怕是賽前大部分廣州恆大隊員們的心態,張琳芃和廣州恆大球員都充滿了信心,長期的奪冠經驗讓他們認為比賽可能會很艱難,但是最終也相信他們會捧起冠軍獎盃。
  • 最「好命」的海鮮,因壽命太長泛濫成災,如今卻難逃中國吃貨的嘴
    最「好命」的海鮮,因壽命太長泛濫成災,如今卻難逃中國吃貨的嘴但是同時,許多人應該有所耳聞,我們中國的美食大國不是徒有其表的,許多國外泛濫成災的生物到了我們中國之後,被吃到滅絕也是常有的事情,比如小龍蝦,生蠔牛蛙等等,都是一些入侵很失敗的生物,可見我們中國吃貨有多強大,而今天我來給大家分享的這個海鮮,意外的碰到中國吃貨之後也難逃被吃的命運。
  • 閱讀聖經|創世記第26章,基督徒當如何打破原生家庭的魔咒及影響
    最後結果也一樣,因著上帝的介入,有著美好的結局。有權勢的人沒有玷汙他們的妻子,把他們的妻子都送了回來。借著這一章的信息能學到什麼呢?01.好像原生家庭的影響對於下一代是避免不了的,在某個層面上來看也確實如此。難道這就是原生家庭的魔咒嗎?這個魔咒就是人的命運嗎?
  • 哈利波特丨小編最喜歡的四種魔咒
    相信大家都知道哈利波特中的咒語吧,今天讓小編我讓你們知道我最喜歡的四種魔咒1、呼神護衛Expecto Patronum你想知道自己的守護神嗎?試一下這咒語吧!呼神護衛是魔法世界中極高的魔法——守護神咒的咒語,它正確起作用的時候,能召喚出一個守護神。守護神是一種抵禦攝魂怪的東西,是一種護衛,在施咒者和攝魂怪之間起到盾牌的作用。
  • 隱藏在父女溝通中的大魔咒繪本
     這樣的話,整本書看下來,小腦袋要繞著書轉上東西南北四輪才能讀完呢。這個也是這個本奇特的墨西哥繪本要告訴我們的小道理吧。是爸爸的大魔咒—意思很廣泛,無論是該回家了,還是該吃飯了,還是該睡覺了,總之,瑪莉亞該收兵了,要做個乖女兒了。「乖,做個乖女兒!」哇,這是天下無數個有閨女的爸爸的內心獨白啊。
  • 【小編翻譯】淋巴細胞吞噬血小板
    繼發性溶血性貧血急性期,外周血一過性出現環形鐵粒幼紅細胞外周血中溫度相關的冷球蛋白結晶形態轉化這是北京協和醫院檢驗科撰寫,發布在《Br J Haematol(英國血液學雜誌)》雜誌上的一篇案例報導,小編將進行翻譯(更喜歡意譯而非直譯)。
  • 重力的傳播速度是多少?是C?這不是表面上看起來那麼簡單的問題
    我們經常會看到這樣一個問題,重力的傳播速度是瞬時的,還是有一個速度限制?可能你心裡已經有答案了,畢竟作為一個喜歡科學的人,這個問題簡直小兒科!但這並不是一個表面上看起來那麼簡單的問題,因為你要清楚重力波可不是電磁波,為何是你認為的哪個速度?我們今天 就來談論這個問題。
  • 最火抗癌藥:AMG510打破KRAS非小細胞肺癌沒藥可用魔咒
    多年來,研究人員們一直致力於「打倒」KRAS這座大山,KRAS基因突變非小細胞肺癌患者一直陷入無藥可用的困境。10位KRAS基因突變的非小細胞肺癌(NSCLC)患者使用Amgen公司研發的AMG 510藥物的治療成果:疾病控制率達90%,有效率達50%。數據一經公布,引起世界轟動。AMG510將KRAS鎖定在不活躍的GDP結合狀態,在這種狀態下,KRAS處於安全的關閉狀態,無法結合到GTP上,實現對KRAS突變不可逆的抑制。
  • 地球密碼:探秘地球的「金鑰匙」——重力
    什麼是地球重力重力,既看不見也摸不到,但又實實在在存在著,樹葉因它落到地上,江河因為它而流向低處。為什麼要研究地球重力?首先,地球的質量分布不均勻且形狀不規則,造成了不同位置地球重力的差異。如果地球是一個均勻且光滑的球體,那麼我們很容易就能推算出任一點重力的大小。但事實並非如此,地球的中間凸出、兩極下陷,密度分布也不均勻。
  • 沉睡魔咒:黑魔女or仙女教母
    《沉睡魔咒》是羅伯特·斯託姆伯格執導的一部電影,改編自1959年迪士尼老牌動畫《睡美人》,以瑪琳菲森的視角重新詮釋這部純潔的童話故事。一個人類小男孩斯特凡的突然踏入改變了瑪琳菲森的心靈。兩個人由兩小無猜,親密無間漸漸地墜入愛河。在瑪琳菲森16歲生日時斯特凡給瑪琳菲森一個「真愛」之吻。然而,成年後的斯特凡逐漸被各式欲望所迷惑,不再純真,貪念叢生。一日按不住心中貪念的人類想要擴大疆土,掠奪寶物,向摩爾王國發起侵襲。作為摩爾王國的守護者瑪琳菲森率領眾多精靈擊退了人類。
  • 這3人用自己的方式,成功向「魔咒」說不!
    癌症這個疾病在生活中也是非常常見的,因為這個疾病的並發率真的是非常高,很多年輕人都會中招了,那麼癌症到了晚期的時候真的是必死無疑的,這三種人用自己的生活方式成功的向魔咒坐不那麼當出現癌症以後到底如何做才可以避免癌症的擴散,如何做才可以讓自己生命達到長久。 醫生看到複查的片子都驚呆了!怎麼可能? 腫塊幾乎完全消失!
  • 關於重力的定義與重力加速度
    對於地面附近的物體,所在位置的高度變化與地球半徑(約為6370km)相比極為微小,可以認為它到地心的距離就等於地球半徑,物體在地面附近不同高度時的重力加速度也就可以看作是常量。請注意教材中對重力的說明,重力並不等同於地球對物體的引力。一、關於重力的定義問題1:我們是如何感知物體的重力的?
  • 漫畫《魔咒》:女生被買回家做兒媳,只為傳宗接代,結局反轉
    今天更新《浮生志》之魔咒 下漫畫類型:懸疑、情感上篇連結:漫畫《魔咒》:女生雖然長相出眾,但向她求婚的男人都會死於意外>原來萊蒂過去的經歷那麼慘:被父親賣給別人做童養媳,還被婆婆下了魔咒。