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照明的方式

生物科学学院研究人员的开创性工作揭示了隐形触发器是如何协调一个关键生命过程中已知的最早阶段的, 并可能为改善治疗癌症等疾病的方法提供线索.

有细胞核、细胞膜和可见染色体的透明细胞

由Corin坎贝尔, 公关和媒体经理,传播和市场营销

作为更新和修复过程的一部分,使gpk电子游戏平台官网的身体保持正常运转, gpk电子游戏平台官网每个人体内每天都有数以百万计的新细胞通过细胞分裂产生.

尽管这是生物界最基本的过程之一, 其已知的最早阶段的内部运作仍然是一个谜.

由Bill Earnshaw教授和Georg Kustatscher博士领导的研究小组利用开创性的技术揭示了细胞开始分裂时在细胞内部所采取的第一步.

“gpk电子游戏平台官网的研究让gpk电子游戏平台官网得以一窥从未见过的细胞分裂第一阶段,恩肖教授说. “这是一个对地球上所有动植物生命都至关重要的过程, 但gpk电子游戏官网它,gpk电子游戏平台官网还有很多不完全了解的地方, 尤其是一开始发生的事情.”

所有人的遗传信息都排列在细胞内的23条染色体中. 和DNA一样,染色体也含有大量的蛋白质分子. 在不分裂的细胞中, 这些蛋白质会动态地在DNA上或下移动,以执行和调节一系列功能, 从控制启动或关闭哪些基因到修复受损的DNA部分. 这些蛋白质在细胞分裂的第一阶段所起的作用尚不清楚.

科学家在实验台上观看样本的DNA放射自图

当细胞分裂时, 它的染色体需要被小心地包装成紧密的包裹,以确保它们在产生的两个新细胞之间平均分裂. 每条染色体在分裂过程开始之前首先被复制. 只有当复制完成时,类似于意大利面的线程混乱才会压缩成刚性, 位于细胞中心的x形棒. 当细胞开始分裂成两半, 一个管状结构的支架允许分子马达将23条染色体中的每一条复制到两个新形成的细胞中.

但这并不总是一帆风顺的, 正如Kustatscher解释的那样:“当数以百万计的细胞在分裂时, 有些错误是不可避免的. 错误会导致新细胞的染色体过多或过少, 一种被称为非整倍体的特征. 当它发生在胚胎细胞中时,非整倍体通常是致命的, 但它也是癌症肿瘤的常见特征.”

更准确地了解染色体是如何被包装并进入新细胞的——以及蛋白质在其中扮演的角色——可以为许多疾病的关键特征提供重要的见解, 恩萧说.

为了进一步研究这个问题, 恩肖设计了一种方法,使他们能够揭示细胞分裂的最初阶段.

研究细胞分裂的一个巨大挑战是, 在任何时候, 实验室培养皿中的细胞将处于分裂过程的不同阶段. 这使得分析过程中特定点发生了什么变得非常困难.

恩肖的方法是由他的日本同事. 久美子Samejima, 涉及到对鸡细胞进行基因工程——鸡细胞经历与人类非常相似的分裂过程——从而可以使用药物阻止细胞分裂的开始. 一旦药物被移除,细胞就开始以一种快速且完美同步的方式分裂.

戴着紫色手套的手使用质谱仪.

这使得研究人员能够使用强大的分析机器, 叫做质谱仪, 检测哪些蛋白质在细胞分裂之初与染色体结合, 以及这一过程的前25分钟是如何变化的.

他们跟踪2,在500个蛋白质中,发现有数百个会脱落染色体,因为它们的功能在细胞分裂过程中不需要. 与此同时, 其他的蛋白质穿过细胞并附着在染色体上, 当它们准备被拉开进入新形成的细胞时.

“gpk电子游戏平台官网的结果表明,当你在显微镜下看到包装染色体的过程已经开始时,附着在染色体上的蛋白质已经发生了成千上万的变化,恩肖教授说.

染色体,电脑绘图.

该团队开发了一款应用程序,帮助研究人员研究他们发现的蛋白质,并对它们参与细胞分裂获得新的见解. 这, 反过来, 可能会揭示更多gpk电子游戏官网这一过程最早阶段背后的精确机制的关键细节.

人们希望它能开辟细胞分裂研究的新前沿, 并最终帮助促进新疗法的发展以治疗过程中的错误为特征, 恩萧说. “这是一个如此基本的过程, 细胞分裂以这样或那样的方式与各种各样的医学疾病有牵连. 通过开发供其他科学家使用和开发的资源, gpk电子游戏平台官网希望gpk电子游戏平台官网的工作能够成为世界各地研究人员合作的焦点,进一步解开细胞分裂的内部工作机制.”

他们的研究发表在《gpk电子游戏平台官网》杂志上,由威康公司资助. 该论文的开放获取版本是可用的.

论文的开放获取版本.