細(xì)胞分裂是器官生長和體內(nèi)平衡的最關(guān)鍵時期之一。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)胞分裂是將一個細(xì)胞分成兩個子細(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)胞的離心運動導(dǎo)致子細(xì)胞之間的連接變細(xì)(圖 1)。UPF 分子生理學(xué)實驗室負(fù)責(zé)人兼該項目的負(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,最終會裂開。”連接兩個子細(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)致兩個獨立細(xì)胞的最終切口稱為脫落。
圖 1. 母細(xì)胞分成兩個不同細(xì)胞分裂階段的子細(xì)胞的延時顯微照片。
然而,由于施加的機(jī)械力而導(dǎo)致的牙齦被動破裂(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)會扼殺質(zhì)膜以產(chǎn)生兩個獨立的細(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,因為子細(xì)胞可能無法接收到所有需要的信息,也不能太晚,因為分離的子細(xì)胞可能會再次融合成一個具有兩個細(xì)胞核的單個細(xì)胞,從而獲得錯誤數(shù)量的染色體,這被稱為非整倍性– 多種癌癥的一個顯著特征”,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)膜會拉緊,這可能會激活機(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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