研究人员发现分子“肌肉”帮助细胞分裂的原理
研究人员发现分子“肌肉”帮助细胞分裂的原理来源： 中国科技信息网Chinainfo 发布时间： 2007-12-19 点击数： 8
根据《科学快讯》上发表的一篇研究报告，延时摄影录像和计算机模拟首次就一种细胞“肌肉”（微小的肌肉状结构）如何在每一次细胞分裂的最后阶段将自己挤压成两个子细胞向我们提供了复杂的分子解释。
耶鲁大学的细胞生物学家和哥伦比亚大学的物理学家展开合作，以模仿和然后观察一个细胞组装“收缩环”——短暂产生力量的结构的方法，这种结构能够从物理上分裂细胞，而且往往能精确地定位于两个子细胞核之间。耶鲁大学分子、细胞和发生生物学系主任兼“斯特林教授”托马斯·D·波拉德是研究报告的高级作者。他称：“我们认为，这种收缩环就像一种老式钱包带一样进行工作。它会紧紧地收缩细胞膜，并形成一条卵裂沟，这将最终使细胞分裂成两个。”
活体细胞通过分裂成两个子细胞来繁殖自己。在如酵母的单细胞有机体内，每一个细胞分裂就意味着会产生一个新的生物。在人类和其它多细胞物种中，细胞分裂会从一个胚胎制造出一个成体。在完全培育的成体内，它还会为细胞提供必要的替代品，因为这些细胞会在自然磨损过程中出现持续不断地死亡。
长期以来，科学家都在致力于细胞实际如何制造这种分裂的研究——这部细胞机器的结构是如何实现组装和如何进行工作的。自20世纪70年代以来，科学家们已经知道收缩环是由肌肉状的肌动蛋白和肌球蛋白组成的。收缩蛋白质所涉及的一种过程从某种意义上讲与用于移动手臂或小腿的肌肉收缩过程很类似。
波拉德称：“我们发现，裂殖酵母细胞通过使用一种‘搜索、捕获、拉伸和释放’机理组装它们的收缩环。这一发现是非常重要的，因为它首次向我们展示了收缩机械是如何实现组装，所有的生物块又是如何到达正确的位置做好自己的分工的。”
延时摄影和计算机模拟表明，正在进行核分裂的细胞会在细胞胚胎内沿细胞的“赤道”建立起蛋白质的小簇群或节点。在这些节点内的蛋白质开始会生产出少量的由肌动蛋白组成的丝状体。这些丝状体会向随机方向生长，直到它们遭遇另一个节点，在接触节点那里，肌球蛋白则会驱动拉紧肌动蛋白丝，从而使两个节点联为一体。
然而，研究人员还发现，每一种连接均会在约20秒内发生断裂。科学家表示，释放这些连接和启动接下来的数轮“搜索与捕获”对于组装过程显然是至关重要的。这种组装过程包含着许多对平行前进节点间的相互吸引情节。最终，这些节点会在细胞“赤道”附近形成一种紧凑的收缩环，为在后来将母细胞分裂成子细胞作好准备。
研究报告的作者哥伦比亚大学的化学工程学教授本·奥肖纳称：“这项研究工作所具有的一个创新的和重要的特点就在于：在每一步骤，我们都使用计算机模拟以测试哪一种方法在物理上可行的，从而利用这些可行方法来引导我们的实验。这些计算机模拟表明，细胞使用的化学反应速率是几近完美的，它使得这种机械能够在细胞内（分裂）事件发生时间段正常精确地工作。”
波拉德称：“未来的研究工作将集中于测试从其它细胞内裂殖酵母所获得的概念，以印证这种机理是否具有普遍适用性。由于其它细胞包括人类细胞进行胞质分裂都将取决于类似的蛋白质，所以它们完全有可能使用相同的战略。”
英文原文链接参见：[url]http://www.physorg.com/news116865605.html[/url]
[s:64] [s:64] [s:64] 了解一下 [s:90] [s:90]
页:
[1]
