細胞分裂之謎揭開

2021-01-17 學術幫

當細胞迅速生長並一分為二時，是什麼觸發了這種分裂？和細胞最終達到的大小有關？還是與細胞生長的時間有關？

美國科研人員揭示了謎題的答案，而且這一答案出乎很多人的意料——細胞分裂與二者都沒有關係，它們遵循著特殊的量化原則保證不同大小細胞穩定分布。相關結果發表在《Current Biology》上。

細胞如何控制自己的大小並保持不同大小的穩定分布是生物學懸而未決的基本問題之一。研究負責人之一、加州大學聖地牙哥分校物理與分子生物學副教授薩昆·朱利安說，即使對於大腸桿菌——可能是目前得到最廣泛研究的細菌，也沒有人能夠回答上面的問題。

據報導，為了展開研究，朱利安和他的同事設計出一種微型裝置來隔離並操控細胞個體，這種裝置可以使他們跟蹤數千細菌細胞個體幾百代的發展過程。他們在嚴格保持多種生長條件穩定的情況下，監測了成千上萬的大腸桿菌和枯草芽孢桿菌的生長和分裂過程。這一實驗使他們獲得了以往研究之數千倍的樣本量，在此基礎上，他們進行了前所未有的量化研究。

科研人員通過建設與實驗數據相匹配的數學模型發現，細胞生長遵循一種生長定律——按照恆定速率進行指數增長。他們還吃驚地發現，細胞對空間或時間都不「敏感」，它們的分裂遵循著「獨特而簡單的細胞大小控制量化原則」：不管新生細胞大小如何，每一代都會向群體中增加相同的體積，這種增長原則自動保證了不同大小細胞分布的穩定性。

該研究的意義將不僅僅是找到基本科學問題的謎底。科學家指出，深入了解細胞分裂的觸發原因可以讓科研人員更好地理解細胞分裂失控而導致癌症的過程。

原文：Cell-Size Control and Homeostasisin Bacteria

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982214015735

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