新动态：为了一分为二干细胞利用皱纹的力量

2023-05-03 18:12:43 来源 : 互联网

对于一个细胞来说，一分为二看似简单的任务实际上是一系列错综复杂的工程难题。分裂细胞需要操纵其内部，以便正确的成分最终进入每个细胞，以产生两个功能细胞。

(资料图片仅供参考)

俄勒冈大学生物化学家肯·普雷霍达(Ken Prehoda)正试图解决其中一个基本难题：分裂干细胞在分裂过程中如何分割其膜。

在一项新的研究中，他和博士后研究员Bryce LaFoya展示了准备分裂的干细胞如何产生额外的膜库，以适应两个细胞所需的增加表面积。两人在27月<>日发表在《发育细胞》上的一篇论文中描述了他们的发现。

动物细胞被一层薄膜包围，该薄膜在细胞周围形成保护屏障。就在动物细胞分裂之前，它会变得更圆，艺术与科学学院的Prehoda说。

“从几何学上讲，球体是最小化膜量的最佳选择，”他说。“但是要将细胞一分为二，它会被挤压，表面积急剧增加。

从这个意义上说，细胞分裂就像捏气球，只是气球可以在改变形状时拉伸。细胞的膜不像气球那样有弹性，但它仍然需要以某种方式膨胀，以适应挤压在一起并挤压一个新细胞。

Prehoda的团队专注于神经干细胞的这一挑战，神经干细胞是我们神经系统中产生细胞的细胞。因为它们不断产生新的细胞，干细胞分裂是不对称的：干细胞保留了细胞的大部分物质，只给新的姊妹细胞一点点。

Prehoda和LaFoya使用配备尖端超分辨率技术的转盘共聚焦显微镜来观察发育中的果蝇的大脑内部。LaFoya注意到神经干细胞膜上装饰着褶皱和小突起，“有点像像沙皮和斗牛犬等皱纹犬种的额外皮肤，”他说。

LaFoya意识到神经干细胞膜利用这些“皱纹”来保存膜，以备分裂时需要时使用。当LaFoya看着细胞分裂时，他惊讶地看到皱纹在分裂前立即聚集在一侧。皱纹的位置决定了细胞可以生长的位置以及新细胞可以形成的位置。

虽然不均等地分裂允许神经干细胞只放弃其资源的一小部分，但不对称性使分割膜成为一个特别棘手的问题。LaFoya指出，该细胞已经找到了解决这部分工程难题的非凡解决方案。

“事先制作额外的膜并在分割之前正确定位它是一个优雅的解决方案，这是我们在开始这个项目之前没有想到的，”他说。

这只是Prehoda和他的实验室试图用先进的显微镜技术回答的众多问题之一，这使他们能够以新的细节水平观察细胞。Prehoda说，多亏了这项新技术，“我们有很多财富的尴尬，还有很多新的图像需要探索。

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