UPF科學(xué)家揭示細(xì)胞如何控制細(xì)胞分裂過程中的最終切割

細(xì)胞分裂是器官生長和體內(nèi)平衡的最關(guān)鍵時(shí)期之一。體內(nèi)的細(xì)胞以不同的速度增殖。有些人在一生中不斷地分裂，比如腸道內(nèi)的那些，而其他人則很少分裂。細(xì)胞分裂是生物學(xué)的核心，也是疾病的核心。

細(xì)胞分裂是一種高保真物理過程，以分離成兩個(gè)子細(xì)胞而告終，這一過程稱為胞質(zhì)分裂。

細(xì)胞分裂是將一個(gè)細(xì)胞分成兩個(gè)子細(xì)胞，起始于形成細(xì)胞骨架的細(xì)絲在赤道周圍扼殺母細(xì)胞。接下來，細(xì)胞在赤道收縮以及子細(xì)胞的離心運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致子細(xì)胞之間的連接變細(xì)(圖 1)。UPF 分子生理學(xué)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人兼該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人Miguel A. Valverde博士說：“這就像將兩片口香糖分開，形成一條又長又薄的口香糖，最終會(huì)裂開。”連接兩個(gè)子細(xì)胞的長而薄的質(zhì)膜和細(xì)胞質(zhì)被稱為細(xì)胞間橋，導(dǎo)致兩個(gè)獨(dú)立細(xì)胞的最終切口稱為脫落。

圖 1. 母細(xì)胞分成兩個(gè)不同細(xì)胞分裂階段的子細(xì)胞的延時(shí)顯微照片。

然而，由于施加的機(jī)械力而導(dǎo)致的牙齦被動(dòng)破裂(拉開)與迷人的精密脫落機(jī)制之間存在重大差異。在脫落的情況下，細(xì)胞間橋的變薄形成小于一微米(10-6米)的直徑，目的是使其形狀和大小適應(yīng)彈簧狀蛋白質(zhì)及其調(diào)節(jié)劑的錨定，這些蛋白質(zhì)會(huì)扼殺質(zhì)膜以產(chǎn)生兩個(gè)獨(dú)立的細(xì)胞。“最后的切割是細(xì)胞分裂的關(guān)鍵一步。它不能發(fā)生得太快，因?yàn)樽蛹?xì)胞可能無法接收到所有需要的信息，也不能太晚，因?yàn)榉蛛x的子細(xì)胞可能會(huì)再次融合成一個(gè)具有兩個(gè)細(xì)胞核的單個(gè)細(xì)胞，從而獲得錯(cuò)誤數(shù)量的染色體，這被稱為非整倍性– 多種癌癥的一個(gè)顯著特征”，UPF 發(fā)育生物學(xué)小組的首席研究員Cristina Pujades博士肯定地說。

癌癥通常是 DNA 突變或細(xì)胞分裂方式問題的結(jié)果。

自從 19 世紀(jì)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞分裂以來，科學(xué)家們一直試圖解開這一高精度過程的運(yùn)作機(jī)制。“我們推斷，在子細(xì)胞之間形成細(xì)胞間橋的過程中，質(zhì)膜會(huì)拉緊，這可能會(huì)激活機(jī)械敏感離子通道，”科學(xué)出版物的第一作者Julia Carrillo博士說。

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