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科学家开发出观察细胞分裂新工具

发表于 2016-08-31 责任编辑:陈志杰
摘要:生物体中的细胞几乎都是从细胞分裂而来。然而,只是这个重要的过程是如何发生的呢?科学家还未完全解开这其中所有的谜题。

  生物体中的细胞几乎都是从细胞分裂而来。然而,只是这个重要的过程是如何发生的呢?科学家还未完全解开这其中所有的谜题。

  来自德国Martinsried大学马克斯·普朗克生物化学研究所(MPI)的科学家已经开发出一种将细胞分裂中关键部件汇集到一起的微小生物系统。借助这个最小的模型,研究人员可以仔细研究其中所涉及的生物物理机制。研究结果已经发表在新杂志 eLife上。

  研究人员在模块化方法的帮助下,重塑一个细胞的结构。他们的目的是一步一步地观察生命系统的内在机制。我们的愿景是组装更多的天然部件合成生物分子,直到出现一个最小版本单元格。MPI生物化学教授Petra Schwille说。使用这种方法,科学家们现在已经成功得到细胞分裂过程的更详细研究结果。

  细胞分裂过程中,遗传信息和细胞浆必须正确分布到两个子细胞。此外,两个新的细胞最终彼此分离。细胞皮层是这一过程的一个重要组成部分,该结构位于细胞膜下方由肌动蛋白丝组成。导致细胞皮层中间收缩并最终分离。在实际的分裂过程,细胞内部的肌球蛋白马达向肌动蛋白丝施加力,最终划分收缩。

  马克斯·普朗克的研究人员已经构建了一个人工最小的肌动蛋白皮质(MAC),使他们能更精确地研究物理现象。要做到这一点,研究人员结合的细胞分裂过程中最重要的组件,从而创建一个最小的合成系统。这样的系统由一个非常复杂的过程简化得到。

  在自然界中,与此相反,细胞花了几百万年发展,并不能精确地规划和建设。“出于这个原因,一些过程比它们理论上需要的更加复杂。这加大了对其基本机制的研究难度。”Sven Vogel 说。

  Martinsried研究人员表示,这一最小的人工系统将有助于详细了解细胞分裂。并有助细胞分裂错误而造成的疾病的治疗。

来源:生物帮

  原文摘要:

Myosin motors fragment and compact membrane-bound actin filaments

  Cell cortex remodeling during cell division is a result of myofilament-driven contractility of the cortical membrane-bound actin meshwork. Little is known about the interaction between individual myofilaments and membrane-bound actin filaments. Here we reconstituted a minimal actin cortex to directly visualize the action of individual myofilaments on membrane-bound actin filaments using TIRF microscopy. We show that synthetic myofilaments fragment and compact membrane-bound actin while processively moving along actin filaments. We propose a mechanism by which tension builds up between the ends of myofilaments, resulting in compressive stress exerted to single actin filaments, causing their buckling and breakage. Modeling of this mechanism revealed that sufficient force (∼20 pN) can be generated by single myofilaments to buckle and break actin filaments. This mechanism of filament fragmentation and compaction may contribute to actin turnover and cortex reorganization during cytokinesis.

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