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      生物學(xué)家回答有關(guān)細(xì)胞大小的基本問題
      
			
      
				2019-02-16 09:38:13
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      麻省理工學(xué)院的生物學(xué)家已經(jīng)找到了一個(gè)基本生物學(xué)問題的答案：為什么給定類型的細(xì)胞大小相同?在人類中，細(xì)胞大小可以變化超過100倍，從微小的紅細(xì)胞到大的神經(jīng)元。但是，在每種細(xì)胞類型中，與標(biāo)準(zhǔn)尺寸的偏差非常小。在酵母研究中，麻省理工學(xué)院的研究人員將細(xì)胞培養(yǎng)成正常大小的10倍，發(fā)現(xiàn)它們的DNA無法滿足產(chǎn)生足夠蛋白質(zhì)維持正常細(xì)胞功能的需求。
      

      生物學(xué)家回答有關(guān)細(xì)胞大小的基本問題
      

      此外，研究人員發(fā)現(xiàn)，這種蛋白質(zhì)短缺導(dǎo)致細(xì)胞進(jìn)入一種稱為衰老的非分裂狀態(tài)，這表明細(xì)胞隨著年齡的增長(zhǎng)會(huì)變得衰老。“那里有很多假設(shè)試圖解釋為什么會(huì)發(fā)生衰老，我認(rèn)為這些數(shù)據(jù)為衰老提供了一個(gè)美麗而簡(jiǎn)單的解釋，”生物學(xué)系癌癥研究中的Kathleen和柯蒂斯大理石教授Angelika Amon說?？坪站C合癌癥研究所的成員。
      

      Amon是該研究的高級(jí)作者，該研究出現(xiàn)在2月7日的Cell網(wǎng)絡(luò)版上。麻省理工學(xué)院博士后的Gabriel Neurohr是該論文的主要作者。
      

      尺寸過大
      

      為了探究為什么細(xì)胞大小如此嚴(yán)格控制，研究人員通過修改對(duì)細(xì)胞分裂至關(guān)重要的基因來防止酵母細(xì)胞分裂，從而可以在一定溫度下關(guān)閉它。這些細(xì)胞繼續(xù)生長(zhǎng)，但它們不能分裂，并且它們沒有復(fù)制它們的DNA。
      

      研究人員發(fā)現(xiàn)，隨著細(xì)胞的擴(kuò)大，它們的DNA及其蛋白質(zhì)構(gòu)建機(jī)器無法滿足這種大細(xì)胞的需求。這種產(chǎn)生足夠蛋白質(zhì)的失敗導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)的稀釋和細(xì)胞分裂的破壞。研究人員認(rèn)為，當(dāng)細(xì)胞過大時(shí)，依賴于細(xì)胞分子發(fā)現(xiàn)和相互作用的許多其他基本細(xì)胞過程也可能受損。
      

      “理論模型預(yù)測(cè)，稀釋細(xì)胞質(zhì)會(huì)降低反應(yīng)速度。每次化學(xué)反應(yīng)都會(huì)發(fā)生得更慢，某些蛋白質(zhì)的某些閾值濃度可能無法達(dá)到，因此某些反應(yīng)永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生，因?yàn)闈舛容^低，”Neurohr說。
      

      研究人員表明，具有兩組染色體的酵母細(xì)胞在衰老之前只能生長(zhǎng)到只有一組染色體的酵母細(xì)胞的兩倍，這表明細(xì)胞中DNA的數(shù)量是細(xì)胞能力的限制因素。成長(zhǎng)。
      

      人體細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了類似的結(jié)果：在人類成纖維細(xì)胞的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，迫使細(xì)胞生長(zhǎng)到過大的尺寸(正常大小的8倍)會(huì)破壞許多功能，包括細(xì)胞分裂。
      

      與年齡有關(guān)的疾病
      

      Amon說，過度生長(zhǎng)可能在衰老的發(fā)展中起主要作用，衰老發(fā)生在許多類型的哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，并且被認(rèn)為有助于與年齡相關(guān)的器官功能障礙和慢性年齡相關(guān)疾病。
      

      衰老細(xì)胞通常比年輕細(xì)胞更大，這項(xiàng)研究顯示，未經(jīng)檢查的細(xì)胞生長(zhǎng)導(dǎo)致衰老，為這一觀察提供了可能的解釋。人體細(xì)胞在其整個(gè)壽命期間往往會(huì)略微增大，因?yàn)槊看渭?xì)胞分裂時(shí)，它都會(huì)檢查DNA損傷，如果發(fā)現(xiàn)任何細(xì)胞，則在進(jìn)行修復(fù)時(shí)停止分裂。在每次延遲期間，細(xì)胞增長(zhǎng)稍大。
      

      “在細(xì)胞的整個(gè)生命周期中，你所犯的分裂越多，你受到這種傷害的可能性就越高，而且隨著時(shí)間的推移，細(xì)胞會(huì)越來越大，”阿蒙說。“最終他們變得如此之大，以至于他們開始稀釋對(duì)擴(kuò)散很重要的關(guān)鍵因素。”
      

      一個(gè)尚未解決的難題是不同類型的細(xì)胞如何保持其細(xì)胞類型的適當(dāng)大小，研究人員現(xiàn)在希望進(jìn)一步研究。
      
			

			
        
      
			
      
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