蛙卵破裂的細胞質組織成細胞狀結構 保留了分裂的能力
炒雞蛋可以自己整理嗎?好吧,有點。
斯坦福大學醫(yī)學院研究人員的一項研究表明,破裂的非洲爪蟾蛙卵的細胞質會自發(fā)地重組為細胞狀區(qū)室。
化學和系統(tǒng)生物學以及生物化學教授詹姆斯·費雷爾(James Ferrell)博士說:“我們真是個傻子。” “如果混合一臺計算機,最終將只剩下一小部分計算機,它們甚至無法添加兩個和兩個。但是,瞧,細胞質會重組。”
值得注意的是,自組裝隔室保留了進行分裂的能力,并且可以形成較小的隔室。先前的研究表明,某些亞細胞結構(例如中心體和內(nèi)質網(wǎng))可以從其純化的成分中自組裝外部細胞,這表明這些結構具有一定的自組織能力。但是,這項新研究提供了第一個以整個細胞的規(guī)模和復雜性進行自我組織的例子。
費雷爾(Ferrell)是這項研究的資深作者,該研究將于11月1日在《科學》雜志上發(fā)表。主要作者是博士后學者鄭賢瑞,博士。
車廂自發(fā)形成
這一發(fā)現(xiàn)依賴于鄭的觀察。在研究被稱為程序性細胞死亡的分子過程時,他注意到青蛙卵細胞質提取物管中的細胞核表現(xiàn)出乎意料。程說,大約30分鐘后,原子核已經(jīng)組織好,所以兩個原子核之間的距離幾乎相等。當他在顯微鏡載玻片上對細胞質提取物進行成像時,他發(fā)現(xiàn)細胞質提取物形成了類似于細胞片的獨特隔室。
“如果采集青蛙卵的細胞質-請注意,細胞質已被均質化,那么無論那里的空間結構已被完全破壞-只要讓它在室溫下放置,它就會自我重組并形成小細胞樣單位,這真是太了不起了。” 這些細胞狀區(qū)室形成是否添加爪蟾精子核,表明該行為依賴于卵固有的物質。
為了了解這種現(xiàn)象的潛在機理,研究人員測試了隔室的形成是否受到細胞骨架蛋白,運動蛋白和激活其他蛋白的激酶的化學??抑制劑的影響。這種方法表明,ATP是細胞的主要能量來源,而微管,提供結構支持的細胞骨架細絲是形成隔室所必需的。Dynein是一種運動蛋白,也需要進行適當?shù)奈⒐芏ㄎ弧?/p>
自組織隔間分裂
這些像細胞一樣的隔室不僅看起來像細胞。他們也像他們一樣分裂。研究人員在鑒定隔室形成時使用的卵提取物含有一種化學物質,可阻止細胞進入細胞周期。當去除這種化學物質并添加精子核時,卵提取物形成了分隔成較小隔室的隔室。
研究人員發(fā)現(xiàn),這些隔室可能會經(jīng)歷25輪以上的分割,這表明該過程非??煽?。程說,這種分裂也是還原性的,因為細胞質的總量保持恒定,并且每個周期都被分成越來越小的隔室。他說:“你是從卵中提取物質的,并且它的分裂方式讓人聯(lián)想到胚胎的發(fā)育。” “就像他們應該被當作一個真正的蛋一樣。”
未來發(fā)展方向
所有這些發(fā)現(xiàn)表明,非洲爪蟾卵細胞質具有產(chǎn)生細胞基本空間組織的內(nèi)在能力,甚至具有其某些功能。然而,一個懸而未決的問題是這種現(xiàn)象在雞蛋的正常生理中起什么作用。另一個問題是這種自我組織的能力是卵特有的還是其他類型的細胞共有的。
研究人員還希望進一步了解發(fā)生自組織的必要條件。費雷爾說:“我現(xiàn)在最喜歡的問題是,我們可以建立一個簡單的模型來說明組織過程的基礎嗎?還是我們必須做一些非常復雜的事情,例如說明我們知道微管可以做到的每件事?做?”
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