Science:细胞凋亡新发现

【字体: 时间:2008年09月23日 来源:Science

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细胞凋亡(细胞程序性死亡)一直是科学家们的研究热点,近期来自杜克大学的科学家细胞凋亡研究取得新进展。科学家们发现,在凋亡细胞的周围存在明显可查的机械力。

  

细胞凋亡(细胞程序性死亡)一直是科学家们的研究热点,近期来自杜克大学的科学家细胞凋亡研究取得新进展。科学家们发现,在凋亡细胞的周围存在明显可查的机械力。

 

杜克大学的生物学家和物理学家从细胞水平上研究得出结论:这种机械力存在于所有的生物组织里,通过这一机械力可促进损伤形成,促进器官发育,以及其他需要细胞移行的生命过程都需要这一机械力。

 

早在10年前,杜克大学的生物物理学家就以及摸清了果蝇胚胎发育的系统模型机制,在果蝇胚胎发育过程中,眼睛形成的过程中细胞按照一定的方式移行。

 

杜克大学的物理学博士后研究生Yusuke Toyama认为细胞凋亡可以产生强大的机械力。Yusuke Toyama博士一直潜心研究生物学中的物理现象。一直以来以凋亡细胞为研究对象,研究凋亡细胞周围的活动力。

 

科学家们通过激光荧光显微镜观察凋亡细胞,结果发现凋亡细胞崩塌下陷的时候会形成巨大的力量,给周围的组织细胞带来机械力。

 

Toyama说,因此,我们不能说细胞凋亡只是单个细胞的凋亡,细胞凋亡是一个复杂的过程,凋亡细胞会影响周围5到7个细胞的活动。

 

杜克大学自由电子激光实验室主管,物理学教授Glenn Edward说,为保持平衡,凋亡细胞会产生一定的力量,促使周围的细胞移动。尽管凋亡细胞产生的力量只有十亿分子一牛顿大小,但是从细胞水平上来说,这一力量已经是相当大了。

 

研究小组将这一研究成果发表在9月19日的《Science》杂志上。给这项研究提供资金的是美国卫生研究所。

 

现在,科学家们对细胞凋亡机械力的研究仅限于果蝇胚胎发育背向闭合过程。Edward和Kiehart正准备研究其他生命过程中细胞凋亡的情形。他们将从果蝇开始逐步研究其他脊椎动物以及人类细胞凋亡的机械力。

 

原文摘要:Apoptotic Force and Tissue Dynamics During Drosophila Embryogenesis

 

【Abstract】

Understanding cell morphogenesis during metazoan development requires knowledge of how cells and the extracellular matrix produce and respond to forces. We investigated how apoptosis, which remodels tissue by eliminating supernumerary cells, also contributes forces to a tissue (the amnioserosa) that promotes cell-sheet fusion (dorsal closure) in the Drosophila embryo. We showed that expression in the amnioserosa of proteins that suppress or enhance apoptosis slows or speeds dorsal closure, respectively. These changes correlate with the forces produced by the amnioserosa and the rate of seam formation between the cell sheets (zipping), key processes that contribute to closure. This apoptotic force is used by the embryo to drive cell-sheet movements

 

(生物通 张欢)

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