Nature子刊發(fā)現(xiàn)令人驚訝的分子開關(guān)

發(fā)布日期：2012-02-27 瀏覽次數(shù)：1429

研究人員利用一種尖端顯微技術(shù)，結(jié)合先進的計算方法，發(fā)現(xiàn)了一個令人驚訝的新型分子開關(guān)。

江蘇食品網(wǎng)訊：

　　在標準的生物學(xué)課本上，細胞被描述為一種內(nèi)涵均等的生物質(zhì)體，但是在真實生命中，其實細胞是有前端和后端，頂端和底端區(qū)別的，而且這種極性作用重要，比如決定了酵母細胞在哪一端出芽。

?

　　幾年前，托瓦斯醫(yī)學(xué)研究所的李容(Rong Li，音譯)博士曾揭示了酵母中建立這種細胞極性的基礎(chǔ)生物學(xué)機制的許多詳細內(nèi)容，近期他們又與堪薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)表了題為“Flippase-mediated phospholipid asymmetry promotes fast Cdc42 recycling in dynamic maintenance of cell polarity”的文章，利用一種尖端顯微技術(shù)，結(jié)合先進的計算方法，發(fā)現(xiàn)了一個令人驚訝的新型分子開關(guān)。這一成果公布在Nature Cell Biology雜志上。

?

　　這項研究發(fā)現(xiàn)酵母中的一種酶能開啟一種特殊機制，推動磷脂(phospholipids)分子從細胞外翻轉(zhuǎn)到細胞內(nèi)來，而且研究人員發(fā)現(xiàn)這種精細復(fù)雜的機制不僅僅存在于酵母中，哺乳動物也存在。這就為探索細胞極性發(fā)生的機制打開了新的一扇窗，也將有助于解析肝臟細胞如何產(chǎn)生極性，以及在疾病中的作用機制。

?

　　文章的通訊作者是斯托瓦斯醫(yī)學(xué)研究所的李蓉教授，這位華裔女科學(xué)家的教育背景幾乎都是在數(shù)一數(shù)二的高校中完成：1988年畢業(yè)于耶魯大學(xué)，1992年加州大學(xué)舊金山分校獲得博士學(xué)位，之后到加州大學(xué)伯克利分校進行博士后研究，1994年進入哈佛醫(yī)學(xué)院。她表示，“細胞極性對于解析大多數(shù)細胞的特殊功能具有重要意義”，“我們的這一發(fā)現(xiàn)將提供更多的機制線索，我們也希望其他研究員能從這項研究中獲益，用于細胞研究中?！?/p>

?

　　幾十年前，科學(xué)家們認為細胞極性也許是由外部因素，比如細胞外的空間化學(xué)信號決定的，但是研究人員通過長期的觀察，發(fā)現(xiàn)細胞無需外部信號，也能進行極化，這說明細胞內(nèi)部具有極化和出芽能力。

?

　　這項最新研究提出了解析這一過程的一個重要機制，細胞膜內(nèi)的一種分子——Cdc42扮演了重要的調(diào)控作用，在一個非極性細胞中，Cdc42隨機的分布在細胞膜上和細胞內(nèi)，而當被激活的時候，這一分子就會刺激細胞骨架微絲的形成，從而引導(dǎo)自由懸浮的Cdc42聚集到細胞膜上Cdc42所在之處。細胞膜上某些部分的Cdc42就比其它地方更多了，微絲就能開啟這一過程，最終細胞會在Cdc42高濃度處進行出芽。

?

　　當然這一過程并不如上述的那么簡單，為了能準確的觀察到這一過程，研究人員采用了尖端的熒光漲落譜方法(Fluorescence Fluctuation Spectroscopy，生物通譯)，這一方法能通過分析微小探測區(qū)域內(nèi)的熒光漲落信號，獲得粒子亮度、擴散系數(shù)以及溶液濃度等信息，如果加入Monte Carlo模擬方法，就能有效去除低亮度、高濃度背景組分自熒光和均勻分布系統(tǒng)噪聲產(chǎn)生的影響。

?

　　這項研究為更好的理解所有類型中的細胞極性提出了新觀點，也證明了新型研究技術(shù)的有效作用，這些都將幫助研究人員進一步探索細胞的分子機制。下一步這一研究組將進一步了解翻轉(zhuǎn)的分子機制。

?

　　李容教授研究組的研究重點包括：I.細胞極性的確立(Establishment of cell polarity);II.胞漿移動(Cytokinesis);III. 細胞運動和形態(tài)發(fā)生(Cell motility and morphogenesis)。他們曾發(fā)表多篇重要的研究論文，比如他們曾發(fā)現(xiàn)細胞對抗干擾其基本分裂過程的秘密，這一發(fā)現(xiàn)也許解釋了癌癥細胞如何能逃避機體天然防御機制，以及化療過程的。