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活细胞“内部时钟”首次找到 有助理解生命构成和疾病成因

  据物理学家组织网9月11日报道,美国科学家利用先进的荧光显微镜技术,首次对人体活细胞内细胞核的形状变化进行了动态研究,发现细胞核表现出快速波动性,这种“内部时钟信号”标志着人类首次找到表征细胞周期改变的物理特性,为理解生命物质构成和疾病成因提供新途径。

  之前的相关研究,只能将发育到生命周期某个点的细胞提取后进行研究,提取出来的细胞已经处于停止分裂即“死亡”状态,通过这类研究,科学家已经知道,在一个细胞生命周期细胞核的形状和大小会发生巨大改变。但鉴于技术限制,无法对活细胞内细胞核的改变进行跟踪,因此细胞核的形状在细胞生命周期的各个时间段是否发生改变,一直无从知晓。

  发表在《美国科学院学报》上的这一最新研究称,纽约大学物理系副教授亚历山德拉·兹多伐斯卡和同事利用荧光显微镜技术,观察活细胞内细胞核形状在各个时间点快速而细微的改变。他们在人类细胞核内发现了一种之前没有检测到的活动类型:在荧光显微镜下,核被膜每隔几秒就会闪烁荧光,意味着其大小每隔几秒就会波动,更重要的是,这种形状波动的幅度在整个细胞周期内呈现出递减趋势。

  兹多伐斯卡解释道,核被膜是细胞核最外层结构,既可保护核内DNA分子免受损伤,又是物质交换的通道。核被膜在结构和功能上出错的话,会导致心肌病、肌肉萎缩症和癌症等发育性遗传病。他表示:“核被膜波动过程可看作细胞的内部时钟,其波动信号能告诉人们细胞处于生命周期的哪个阶段,其背后机理对认识健康细胞的重要成分和病变细胞的病因具有重要意义。”

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