細(xì)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(guò)程
一個(gè)多世紀(jì)以來(lái),科學(xué)家們首次觀察到細(xì)胞和細(xì)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(xì)胞。細(xì)胞周期,細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂過(guò)程中看到子細(xì)胞再次分裂,并且細(xì)胞核同時(shí)與細(xì)胞分裂和擴(kuò)大。這種串聯(lián)增強(qiáng)所涉及的機(jī)制已被證明是細(xì)胞生物學(xué)中尚未解決的問(wèn)題之一 - 細(xì)胞越大,細(xì)胞核越大,但控制這種比例增大的是什么?
廣島大學(xué)助理??教授Kazunori Kume通過(guò)他對(duì)酵母細(xì)胞的最新研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞核對(duì)遺傳物質(zhì)(mRNA)和蛋白質(zhì)的囤積導(dǎo)致其膨脹。他進(jìn)一步提出,通過(guò)控制mRNA和蛋白質(zhì)從細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)到包圍的液體細(xì)胞質(zhì)和通過(guò)脂質(zhì)合成提供的核膜的量來(lái)實(shí)現(xiàn)這種腫脹。
眾所周知,細(xì)胞和細(xì)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(yù)防。
酵母是一種單細(xì)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(xì)胞。對(duì)于這一最新發(fā)現(xiàn),來(lái)自HU健康老齡研究中心的Kume助理教授對(duì)裂殖酵母基因組進(jìn)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(gè)基因中,2000對(duì)于細(xì)胞生長(zhǎng)至關(guān)重要,因此他看了另外3000個(gè)基因,希望有些可能參與控制細(xì)胞核的大小。分離除去這3000個(gè)基因中的每一個(gè),并在顯微鏡下觀察所得的突變酵母細(xì)胞。
通過(guò)記錄每個(gè)所得細(xì)胞及其細(xì)胞核的尺寸,他能夠計(jì)算細(xì)胞與細(xì)胞核的比例 - 這是一個(gè)有成效的艱苦過(guò)程。他發(fā)現(xiàn)14個(gè)基因的缺失導(dǎo)致細(xì)胞與核之間的比例比通常的0.08更高,這表明它們是這個(gè)比例維持的原因。
對(duì)這些細(xì)胞核的進(jìn)一步研究表明,將mRNA從細(xì)胞核內(nèi)部轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中所需的通常機(jī)制是缺陷 - 這意味著mRNA無(wú)法排出。
mRNA分子含有用于產(chǎn)生蛋白質(zhì)的遺傳信息,并且真實(shí)地形成,對(duì)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(zhì),導(dǎo)致它們膨脹。
還發(fā)現(xiàn)這種核腫脹依賴于脂質(zhì)生成,這是核膜擴(kuò)張所需的。有趣的是,研究人員發(fā)現(xiàn),即使單獨(dú)破壞脂質(zhì)生成也會(huì)使核膜生長(zhǎng)失調(diào),導(dǎo)致核大小增加。
雖然這項(xiàng)研究對(duì)細(xì)胞與細(xì)胞核比率維持有關(guān),但Kume助理教授承認(rèn),在他們完全理解正在發(fā)生的事情之前還有很長(zhǎng)的路要走:“現(xiàn)在有很多問(wèn)題需要回答 - 是什么引發(fā)了這些問(wèn)題膜的變化?核擴(kuò)張會(huì)導(dǎo)致癌癥或由此引起的嗎?導(dǎo)致這些特定基因突變的原因是什么?這項(xiàng)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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