為什么我們的細(xì)胞大小
鄧迪大學(xué)的一項新研究發(fā)現(xiàn),平均大小的細(xì)胞是細(xì)胞世界的奧林匹克運動員,表現(xiàn)優(yōu)于那些太大或兩小的細(xì)胞。當(dāng)在顯微鏡下觀察細(xì)胞和組織時,細(xì)胞的大小是最明顯的特征之一。然而,雖然細(xì)胞通常較小,但細(xì)胞大小從一種細(xì)胞類型變化到另一種細(xì)胞類型 - 例如,肌細(xì)胞比白細(xì)胞大得多。鄧迪生命科學(xué)學(xué)院團(tuán)隊的研究現(xiàn)在揭示了動物細(xì)胞為何具有一定規(guī)模的問題。
一百多年來人們已經(jīng)認(rèn)識到代謝活動隨著生物體尺寸的增加而下降,這一過程稱為代謝異速生長。例如,兩只較小的狗比一只質(zhì)量相近的大型犬消耗更多的食物(能量)。在發(fā)表在發(fā)育細(xì)胞雜志上的一項新研究中,鄧迪研究人員研究了細(xì)胞水平的代謝異速生長,重點研究線粒體,即細(xì)胞的“發(fā)電機(jī)”,它們參與產(chǎn)生生長所需的能量和細(xì)胞構(gòu)建模塊。研究小組成員Teemu Miettinen博士說:“線粒體是設(shè)定細(xì)胞整體代謝活動的關(guān)鍵細(xì)胞器。我們發(fā)現(xiàn)線粒體的數(shù)量與它們的活躍程度有很大差異。
“雖然線粒體數(shù)量隨著細(xì)胞大小的增加而增加,但正如預(yù)期的那樣,線粒體活性隨著細(xì)胞大小的增加而下降。這似乎限制細(xì)胞生長過大。“看起來細(xì)胞生長充足但不會太大有很大益處。中等大小的細(xì)胞中的線粒體更活躍,幫助細(xì)胞表現(xiàn)更好。這為中等大小的細(xì)胞提供了”健身優(yōu)勢“。這種健身優(yōu)勢是通過將細(xì)胞與運動員進(jìn)行比較可能是最好的例證。饑餓或過于肥胖的運動員在運動中表現(xiàn)不佳。同樣適用于細(xì)胞,平均大小的細(xì)胞是奧運會級別的表現(xiàn)者。
研究結(jié)果表明,在一定范圍內(nèi)維持細(xì)胞大小可能對細(xì)胞和生物的存活和繁殖潛力很重要。細(xì)胞需要能夠主動調(diào)整其大小以維持其最佳細(xì)胞功能,以最大化整個生物體的成功。
這項工作的另一個關(guān)鍵含義是控制生長和細(xì)胞大小的問題可能與代謝疾病的發(fā)展直接相關(guān)。例如,細(xì)胞老化與細(xì)胞大小的增加和線粒體功能的降低有關(guān)。“這項工作表明,細(xì)胞大小控制的喪失可能導(dǎo)致線粒體功能障礙,這與多種疾病有關(guān),包括神經(jīng)退行性疾病和代謝紊亂,”另一位研究小組的Mikael Bjorklund博士說。“可能是了解細(xì)胞如何感知細(xì)胞的物理尺寸并將其與代謝活動聯(lián)系起來,可以幫助我們更好地了解這些情況。”
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