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Cell:三維環(huán)境是細(xì)胞染色體分離的關(guān)鍵
  • 發(fā)布日期:2018-08-29      瀏覽次數(shù):1083
    • 科學(xué)家經(jīng)常在塑料培養(yǎng)皿上平層地培養(yǎng)細(xì)胞。以這種方式培養(yǎng)的肝細(xì)胞在細(xì)胞分裂過程中分配它們的染色體方面是非常糟糕的。肝細(xì)胞不會(huì)在兩個(gè)子細(xì)胞之間平均地分配染色體。這種錯(cuò)誤可能會(huì)破壞細(xì)胞的遺傳物質(zhì),這可能會(huì)讓在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)肝臟充滿挑戰(zhàn)。培養(yǎng)肝臟是再生醫(yī)學(xué)的高目標(biāo)。也會(huì)沒有人能夠做到這一點(diǎn),這是因?yàn)樵谂囵B(yǎng)皿中培養(yǎng)的肝細(xì)胞變得如此混亂以至于它們不會(huì)正常地發(fā)揮作用。

      在一項(xiàng)新的研究中,來自美國麻省理工學(xué)院和瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員比較了在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的肝細(xì)胞發(fā)生的分裂和小鼠體內(nèi)的肝細(xì)胞發(fā)生的分裂。正如所料,染色體錯(cuò)誤在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的小鼠肝細(xì)胞中堆積著。但是,當(dāng)這些研究人員觀察小鼠肝臟內(nèi)生長的細(xì)胞時(shí),某些染色體分離缺陷并未發(fā)生。對(duì)肝細(xì)胞等一些細(xì)胞而言,環(huán)境就是一切。因此,從原生環(huán)境中分離出的細(xì)胞在體外無法正確地分離它們的染色體。相關(guān)研究結(jié)果于2018年8月23日在線發(fā)表在Cell期刊上,論文標(biāo)題為“Chromosome Segregation Fidelity in Epithelia Requires Tissue Architecture”。論文通信作者為麻省理工學(xué)院的Angelika Amon和Kristin Knouse。

      圖片來自Cell, doi:10.1016/j.cell.2018.07.042。

      這也適用于其他的細(xì)胞類型。這些研究人員發(fā)現(xiàn),來自小鼠乳腺和皮膚的細(xì)胞在染色體分離方面表現(xiàn)出類似的差異,這取決于它們的環(huán)境。這些結(jié)果提示著組織提供的外力有助于引導(dǎo)每個(gè)細(xì)胞內(nèi)的染色體分離。

      Knouse說,就像染色體分離一樣,外部環(huán)境控制是細(xì)胞固有的東西,這似乎是比較奇怪的。但是,在體內(nèi),某些類型的細(xì)胞屬于較大的組織結(jié)構(gòu)。她說,“在任何時(shí)候,這些細(xì)胞都不能自由掙脫并單獨(dú)行動(dòng),這是因?yàn)檫@樣做會(huì)破壞組織的結(jié)構(gòu)和功能”。Knouse補(bǔ)充道,作為一種權(quán)衡,這些細(xì)胞也許已變得依賴于更大的組織來實(shí)現(xiàn)它們的一些內(nèi)在功能。

      盡管已有一些線索,但是這些研究人員迄今為止仍不清楚外部環(huán)境究竟如何影響細(xì)胞的染色體分離。一種被稱作整合素(integrin)的分子可能通過間接地改善染色體附著到有絲分裂紡錘體上來發(fā)揮作用。

      這些結(jié)果可能有助于科學(xué)家們理解為什么癌細(xì)胞通常具有異常的染色體數(shù)目。這些研究人員說,腫瘤能夠改變它們形成的組織的結(jié)構(gòu),而且這種變化可能會(huì)引發(fā)染色體問題。Amon說,“隨后,一旦你開始獲得和丟失整條染色體,你就會(huì)在遺傳上變得更加不穩(wěn)定”。這種不穩(wěn)定性能夠讓癌癥產(chǎn)生侵襲性。(生物谷)

      參考資料:

      Kristin A. Knouse, Kristina E. Lopez, Marc Bachofner et al. Chromosome Segregation Fidelity in Epithelia Requires Tissue Architecture. Cell, Published Online: 23 August 2018, doi:10.1016/j.cell.2018.07.042.

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