《科学》：细胞分裂研究的里程碑进展

细胞分裂是生命的一个基础过程。《Science Express》上的一篇文章报道说，实时影响和计算机模拟提供了首个有关细胞如何弯曲类肌肉结构并将自己分成两个子细胞的首个详细具体的分子解释。

　　

生物通报道：细胞分裂是生命的一个基础过程。《Science Express》上的一篇文章报道说，实时影像和计算机模拟提供了首个有关细胞如何弯曲类肌肉结构并将自己分成两个子细胞的首个详细具体的分子解释。

 

耶鲁大学和哥伦比亚大学的细胞生物学家通过合作模拟并观察到了一个细胞装配“收缩环”（一种临时存在的结构，将细胞分裂，并常精确地位于两个子细胞核之间，生物通注）。

 

活细胞能分裂成两个子细胞来繁殖自己。在单细胞生物中（如酵母，生物通注），每次细胞分裂都产生一个新的生命体。在人类和其他多细胞物种中，细胞分裂能够由一个胚胎形成一个成熟个体。在完全发育的成熟个体中，细胞分裂提供了一种必要的细胞替代，即替代受损和死亡的细胞。

 

研究人员一直都想知道细胞如何进行分裂——细胞机器的结构和它如何装配、如何运行。自从二十世纪70年代，人们已经知道这种收缩环是由类肌肉肌动蛋白和肌浆球蛋白构成。但是，却不知道它们工作的分子机制。

 

在这项新的研究中，研究组发现裂殖酵母细胞能够利用一种“搜索、捕获、拉和释放”的机制来装配它们的收缩环。这个机制非常重要，因为它首次揭示出了收缩机器如何装配以及所有片段如何到达正确的地方进行工作。

 

这种实时成像和计算机模拟证实细胞进行有丝分裂时在细胞膜附近构建小的蛋白质块（或称为节点）。这些蛋白质块（节点）开始延伸淑少数的肌动蛋白细丝。这些细丝起初的生长无确定的方向，直到他们遇到另外一个节点，包含在节点中肌球蛋白发动机会拉伸肌动蛋白细丝。

 

但是，研究人员发现每个连接在大约20秒的时间里被断开。连接的断开和后续的“搜索和捕捉”过程似乎对装配过程至关重要。这种装配过程包括了许多节点间的吸引片段。最终，节点围绕赤道板形成一个紧致的收缩环。

 

研究组在每一步都使用了计算机模拟方法来检测方法的可行性并指导实验的进行。这种模拟揭示出细胞使用近乎理想的反应速度使这个过程在细胞内进行。

 

研究人员表示，接下来他们将会在其他细胞中验证通过裂殖酵母中得到得概念。（生物通雪花）