发布时间:2018-02-11 07:24 原文链接: 是谁塑造了细胞的形状?答案超乎想象

  细胞是生命的基本单元,虽然它们堪称被现代科学研究得最仔细的生命组件,然而,许多基本进程细节都还是个谜,比如一个很基本的问题,细胞的卵形形状是如何形成的?

  这个问题处于生物学和物理学的交叉点上,加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的科学家们对此很感兴趣,他们实验结果有点出人意料地展现了细胞形成的根源。

被“充气”的前芽孢细胞示意图

  2月8日《Cell》报道,DNA除了编码遗传信息,还能给细胞“充气”。“我们的研究表明,DNA就像气球中的空气,能使细胞膨胀,”UCSD生物科学系助理研究员、本文一作Lopez-Garrido说。“DNA是家喻户晓的遗传物质,实验结果表明,它还做了其他与之无关的事情。”

  经过数万年进化,现代细菌已经具备各种机制来控制内部压力,Lopez-Garrido说。然而,要知道这些机制在地球生命之初的原始细胞中是不存在的。

  “生物学家过去认为,细胞生长是遵循正常的生物合成途径,”文章通讯作者分子生物学教授Kit Pogliano说。“但是,突破我们想象的是,细胞生长只需利用DNA和与DNA相关的带正电离子填充,然后制造更多膜类结构使其变大,似乎并不需要别的东西了。”

  研究人员利用延时荧光显微镜,系统地追踪了枯草芽孢杆菌细胞形成过程。在这个被称为孢子形成(sporulation)的过程中,细胞分裂成一个母细胞和一个较小的细胞,小的那个被称作前芽孢(forespore)。使用低温电子断层扫描捕获特写镜头,研究人员亲眼目睹了母细胞通过拉伸和膨胀DNA使前芽孢膨胀,直至生成一个全新的、卵形细胞。

冷冻电子断层扫描(Cryo-electron tomography)下的前芽孢。“充气”膨胀的(左);因缺乏DNA而“泄气”瘪掉的(右)

  “令人惊讶的是,这只是一个非常简单的生物物理特性影响细胞形状的独特例子,”Pogliano.说。“这彰显了物理学家与生物学家需要密切合作的价值所在,物理学和生物学的交叉点必然是未来科学发展的一个巨大领域。”

相关文章

固定细胞要多长时间?

固定的时间要合适:与材料的大小和温度有关:材料大则时间长,材料小则时间短;温度高则时间短,温度低则时间长。经固定的材料如不及时使用,可以经过90%酒精换到70%酒精中各半小时,再换入一次70%酒精,在......

细胞瞬时转染技术

原理:通过脂质体介导转染法及电穿孔等基因转染技术,将靶基因导入细胞,一般在转染后48小时左右,靶基因即可在细胞内表达。根据不同的实验目的,48小时后即可进行靶基因表达的检测等实验。应用:观察目的基因及......

质粒dna的转化结果分析原理介绍

转化活性是检测质粒生物活性的重要指标,在基因克隆技术中,转化(transformation)是特指以质粒DNA或以它为载体构建的重组质粒DNA(包括人工染色体)导入细胞的过程,是一种常用的基本实验技术......

一文看全!史上59家测序仪公司的“争霸战”

要谈测序,首先要向华人生物学家、DNA测序技术的奠基人吴瑞先生致敬。大家大多都听过桑格,但很少有人知道吴瑞。其实吴瑞早在1968年就发表第一篇论文测定了DNA的碱基组成,1970年的新文章既测定DNA......

研究发现全新DNA单链磷硫酰化修饰系统

DNA单链磷硫酰化修饰-感应修饰限制系统的工作机理近日,武汉大学药学院教授王连荣课题组在《自然·微生物学》在线发表了细菌DNA磷硫酰化领域的最新研究成果,首次揭示了一套全新的磷硫酰化限制-修饰系统——......

科研人员发现首个真菌多组分DNA病毒

真菌病毒是一类以真菌为宿主的病毒。4月3日,《科学进展》在线发表了首个三组分环状单链DNA病毒FgGMTV1,这种病毒的寄主是小麦赤霉病的主要病原真菌禾谷镰刀菌。发现者中国农业科学院植物保护研究所(以......

研究解读DNA损伤领域新进展

本文中,小编整理了多篇研究报道,共同解读科学家们在DNA损伤研究领域取得的新成果,分享给大家!【1】Nature:重大进展!揭示修复酒精引起的DNA损伤的新机制doi:10.1038/s41586-0......

科学家揭示细胞表观信息稳定遗传的相关分子机制

北京时间3月24日凌晨,中国科学院生物物理研究所李国红课题组在《自然—细胞生物学》上发表文章,揭示了PRC1复合物和组蛋白H1协同维持细胞表观遗传信息稳定的分子机制。在多细胞生物中,表观遗传信息的稳定......

沉默转基因的激活不依赖于拷贝数和DNA过甲基化的变化

转基因表达的稳定性在种苗商业化生产中具有重要作用,然而基因沉默现象影响着这种稳定性的产生与维持。中国科学院华南植物园区永祥团队长期致力于多基因定点叠加技术的研发以加快分子育种进程。要获得定点叠加的多基......

研究揭示细胞焦亡的抗肿瘤免疫功能

3月11日,北大化院应用化学系刘志博研究团队和北京生命科学研究所邵峰研究团队共同于《自然》杂志在线刊文,揭示少部分的肿瘤细胞发生焦亡,就足以有效调节肿瘤免疫微环境,进而激活T细胞介导的抗肿瘤免疫反应。......