大約五年前,加州大學(xué)圣地亞哥分校的生物物理學(xué)家Suckjoon Jun領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),
細(xì)胞的大小是由一個(gè)稱為“加法器(adder)”的基本過(guò)程控制的,這個(gè)過(guò)程可以引導(dǎo)細(xì)胞從出生到分裂以固定的附加大小生長(zhǎng)。然而,這一過(guò)程背后的機(jī)制仍然存在著一些謎團(tuán),導(dǎo)致了一場(chǎng)科學(xué)競(jìng)賽。
發(fā)表在5月16日出版的《Current Biology》雜志,文章主要作者Fangwei Si和Guillaume Le Treut和Jun等人描述了加法器的內(nèi)部工作方式。他們發(fā)現(xiàn),這個(gè)過(guò)程(被命名為“尺寸穩(wěn)態(tài),size homeostasis”)歸結(jié)為兩個(gè)必需的成分:細(xì)胞分裂所需的特定生物組分的平衡合成,包括某些
蛋白質(zhì);以及當(dāng)足夠數(shù)量的這種蛋白質(zhì)積累時(shí)啟動(dòng)加法器過(guò)程的臨界閾值。
大腸桿菌表達(dá)熒光融合蛋白的復(fù)制體和分裂環(huán)
“這是一個(gè)非常強(qiáng)大的機(jī)制,因?yàn)槊恳粋(gè)細(xì)胞都能保證達(dá)到它的目標(biāo)細(xì)胞大小,無(wú)論它是大的還是小的,”分子生物學(xué)和物理科學(xué)部副教授Jun說(shuō)。“*重要的是,我們發(fā)現(xiàn)加法器完全由參與細(xì)胞分裂的一些關(guān)鍵蛋白質(zhì)決定。”
盡管研究人員所研究的對(duì)象是大腸桿菌(E.coli)和枯草芽孢桿菌(B.subtilis)的作用機(jī)理,但他們相信這一過(guò)程在許多生命形式中是普遍的。
Jun說(shuō),由生物學(xué)家、物理學(xué)家和工程師組成的研究小組在嘗試了一系列的研究方法和實(shí)驗(yàn)方法之后,破解了加法器。
“細(xì)胞大小的穩(wěn)態(tài)是一個(gè)基本的生物學(xué)問(wèn)題,據(jù)我們所知,這是我們次了解它的機(jī)械起源,”Jun說(shuō)。“我們不能用純物理或純生物學(xué)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。這是一個(gè)非常多學(xué)科的問(wèn)題。”
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