細胞如何控制核大小變得更加清晰 可以更好地了解癌癥和衰老過程
一個多世紀以來,科學家們首次觀察到細胞和細胞核之間的比例保持恒定,研究人員現(xiàn)在更接近于發(fā)現(xiàn)細胞。細胞周期,細胞生長和分裂過程中看到子細胞再次分裂,并且細胞核同時與細胞分裂和擴大。這種串聯(lián)增強所涉及的機制已被證明是細胞生物學中尚未解決的問題之一 - 細胞越大,細胞核越大,但控制這種比例增大的是什么?
廣島大學助理??教授Kazunori Kume通過他對酵母細胞的最新研究發(fā)現(xiàn),細胞核對遺傳物質(mRNA)和蛋白質的囤積導致其膨脹。他進一步提出,通過控制mRNA和蛋白質從細胞核轉運到包圍的液體細胞質和通過脂質合成提供的核膜的量來實現(xiàn)這種腫脹。
眾所周知,細胞和細胞核之間的一致大小比例隨年齡或癌癥而變化,希望這些新發(fā)現(xiàn)有助于理解身體退化及其預防。
酵母是一種單細胞生物,具有許多特征和大小,類似于人類和其他真核生物中發(fā)現(xiàn)的細胞。對于這一最新發(fā)現(xiàn),來自HU健康老齡研究中心的Kume助理教授對裂殖酵母基因組進行了全面檢索,希望找到確定核大小的難以捉摸的基因。
在裂殖酵母中發(fā)現(xiàn)的5000個基因中,2000對于細胞生長至關重要,因此他看了另外3000個基因,希望有些可能參與控制細胞核的大小。分離除去這3000個基因中的每一個,并在顯微鏡下觀察所得的突變酵母細胞。
通過記錄每個所得細胞及其細胞核的尺寸,他能夠計算細胞與細胞核的比例 - 這是一個有成效的艱苦過程。他發(fā)現(xiàn)14個基因的缺失導致細胞與核之間的比例比通常的0.08更高,這表明它們是這個比例維持的原因。
對這些細胞核的進一步研究表明,將mRNA從細胞核內(nèi)部轉運到細胞的細胞質中所需的通常機制是缺陷 - 這意味著mRNA無法排出。
mRNA分子含有用于產(chǎn)生蛋白質的遺傳信息,并且真實地形成,對較大突變核的分析顯示它們不僅含有較高濃度的mRNA,而且含有mRNA衍生的蛋白質,導致它們膨脹。
還發(fā)現(xiàn)這種核腫脹依賴于脂質生成,這是核膜擴張所需的。有趣的是,研究人員發(fā)現(xiàn),即使單獨破壞脂質生成也會使核膜生長失調,導致核大小增加。
雖然這項研究對細胞與細胞核比率維持有關,但Kume助理教授承認,在他們完全理解正在發(fā)生的事情之前還有很長的路要走:“現(xiàn)在有很多問題需要回答 - 是什么引發(fā)了這些問題膜的變化?核擴張會導致癌癥或由此引起的嗎?導致這些特定基因突變的原因是什么?這項研究只是邁向未知的第一步。這意味著我現(xiàn)在已經(jīng)有了追隨和更多神秘的解決方案。
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