分享的概念是我們大多數(shù)人從小就被教導(dǎo)的基本社會原則。一般來說，我們被告知要彼此平等分享。共享也是適用于細(xì)胞的概念; 他們需要在細(xì)胞分裂期間共享信息才能正常運作。但就細(xì)胞而言，信息交換并不總是必須相同。在不對稱細(xì)胞分裂期間，所謂的內(nèi)體，即存儲信號分子的囊泡，僅進(jìn)入一個子細(xì)胞。幾年前，日內(nèi)瓦大學(xué)(UNIGE)的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這一點，但他們并不知道這種不平等分享背后的機制。但現(xiàn)在，Marcos Gonzalez-Gaitan教授的團(tuán)隊能夠闡明內(nèi)涵體如何知道要去哪個細(xì)胞以及它們?nèi)绾稳プ觥?/p>

結(jié)果，可以進(jìn)一步幫助理解腫瘤的發(fā)展，現(xiàn)在出現(xiàn)在自然雜志上。

在活細(xì)胞中，信息被編碼在決定其命運的信號分子中。這個“軟件”指示細(xì)胞做什么。在細(xì)胞分裂期間，該信息以兩種不同的方式處理：對稱或非對稱。在對稱分割期間，母細(xì)胞內(nèi)的信息被同等地傳遞給兩個子細(xì)胞。在不對稱分裂期間，兩個子細(xì)胞彼此不同。例如，在干細(xì)胞的情況下，子細(xì)胞之一是母細(xì)胞的碳拷貝并且變成另一個干細(xì)胞，而另一個子女具有不同的命運并且變得專門用于在器官中執(zhí)行功能。

來自UNIGE科學(xué)系生物化學(xué)系的Marcos Gonzalez-Gaitan小組現(xiàn)在報告了一種解釋非對稱分裂如何發(fā)揮作用的機制。他們的研究得到了ERC資助和NCCR化學(xué)生物學(xué)的支持，結(jié)果表明無論何種分裂，細(xì)胞內(nèi)的支架結(jié)構(gòu)，即所謂的中心紡錘體，對于發(fā)送這種信號信息起著重要作用。 。這個支架由所謂的微管組成，微小的剛性桿會聚在細(xì)胞的中間。微管具有正極和負(fù)極，正極指向中心。內(nèi)體，即存儲信號信息的小囊泡，使用這些微管作為運輸路線，它們沿著它們像在單行道上一樣移動。“馬達(dá)” 這種分子載體是一種叫做Klp98A的蛋白質(zhì)。由于正極充當(dāng)方向標(biāo)記，因此內(nèi)體朝向細(xì)胞的中心移動。

不對稱主軸意味著不對稱分布

另外兩種蛋白質(zhì)在微管上起作用，這兩種蛋白質(zhì)導(dǎo)致中心紡錘體不對稱。解聚蛋白Klp10A從它們的負(fù)端切割微管。另一方面，Patronin覆蓋負(fù)端并阻止Klp10A切碎微管。Patronin在不對稱分裂細(xì)胞的一側(cè)更豐富，因此，在細(xì)胞的那一側(cè)抵消了微管的負(fù)端切斷。結(jié)果，這一側(cè)將有更多的微管。這種布局可以與雙向高速公路進(jìn)行比較，其中多個車道在一個方向上行駛而不是相反。如果駕駛員隨機進(jìn)入高速公路，他將更有可能最終到達(dá)更多車道的目的地。

對于細(xì)胞，這種不對稱意味著更多的微管指向一個子細(xì)胞而不是另一個細(xì)胞，反過來，這會使內(nèi)體運動極化，因為“汽車引擎”Klp98A將內(nèi)體移向該細(xì)胞。研究人員想知道是否有可能改變這一過程。他們確實在所謂的納米體的幫助下實現(xiàn)了這一目標(biāo)。通過這些微小的，非常簡單的抗體，它們將Patronin從通常豐富的細(xì)胞側(cè)捕獲，突然更多的微管指向另一個細(xì)胞。這個倒置的紡錘體以相反的錯誤方向發(fā)送內(nèi)體。像這樣，科學(xué)家們就像路人一樣改變了高速公路的一個方向。

為了能夠分析多種不同的細(xì)胞，研究人員開發(fā)了自己的軟件。這使得計算機可以自行測量微管上的主軸大小和內(nèi)體運動速度等因素，這些都是基于旋轉(zhuǎn)盤共聚焦顯微鏡制作的電影。“通過這樣做，我們可以同時分析數(shù)千條軌道”，Marcos Gonzalez-Gaitan解釋說。此外，研究人員可以證明這種不對稱分布的機制在不同的細(xì)胞中完全相同，包括神經(jīng)干細(xì)胞和蒼蠅的腸道干細(xì)胞，以及斑馬魚脊髓的神經(jīng)前體。“這給我們提供了一個非常好的概念，說明不對稱細(xì)胞分裂過程中原型平均細(xì)胞的情況。他補充道，我們以一種完全無偏見的方式獲取這些信息，因為計算機就是這樣做的。

Marcos Gonzalez-Gaitan確信這些發(fā)現(xiàn)也會對癌癥研究產(chǎn)生影響。“如果干細(xì)胞的不對稱細(xì)胞分裂不能正常工作，腸道或皮膚等器官的增殖不會逐漸補充死細(xì)胞，而是呈指數(shù)增長。這種不受控制的生長可能最終導(dǎo)致腫瘤”，細(xì)胞生物學(xué)家解釋說。 。因此，了解不對稱細(xì)胞分裂的分子機制和物理學(xué)至關(guān)重要。