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细胞分裂模型:细胞与其微环境作用的方式
        分裂是细胞的一个关键生命活动,涉及到许多分子之间的复杂作用。居里研究所CNRS生物学家和Max  Planck研究所理论物理学家合作,构建出一种预测细胞分裂的理论模型,这一成果刊登于5月24日《Nature》杂志。

        研究人员利用显微技术研究环境变化时单个细胞的分裂。通过对大量细胞的观察,研究人员设计出一套预测细胞分裂方向的理论模型,再通过计算施加在有丝分裂纺锤体上的力,描述细胞正常分裂和异常分裂。模型显示某种特定的微环境会引起不对称细胞分裂。如果应用到组织,模型会通过描述患病细胞的异常分裂,做出准确诊断。

        细胞分裂是细胞的一个重要生理过程,与器官生长、伤口愈合或感染等有关。每时每刻,人体中都有25万个细胞进行分裂。每个正在分裂的细胞都有精确的方向,这对于维持组织和器官的形状非常重要。来自于其它细胞——环境——的约束力会影响细胞分裂和子细胞的分布。

        Manuel  Théry发明出一种研究细胞所处微环境影响细胞分裂的原始方法。微图像化(micropatterning)通过在给细胞一个假设的轮廓和不同的adhesion  zones(好像细胞被其它细胞包围一样),调节细胞微环境,观察细胞反应。这重现了细胞在其所在组织中收到的空间信息。

        居里研究所Michel  Bornens所带领的CNRS小组和Max  Planck研究所Frank  Jülicher带领的理论物理学小组合作,利用这种显微技术模拟细胞分裂。他们测量了上千个细胞的分裂方向,构建了定位有丝分裂纺锤体方向的力学模型。

        有丝分裂纺锤体是基于细胞表面分子马达的活性,在细胞分裂时短暂出现的细胞结构。这些马达位于细胞膜上,拉动纺锤体运动并为其定位运动方向。这种机械装置根据环境结构排列了细胞的分裂平面。

        研究人员发现细胞微环境的某种立体结构会引起纺锤体运动的方向不对称。细胞分裂对称与否决定了子细胞的最初命运,控制体外干细胞的对称或不对称的分裂将成为一个新的研究热点。这些发现说明只有微图像化等显微技术能够研究单个细胞的“灵敏度”,构建在细胞分裂相关机制未知的条件下预测细胞分裂方向的理论模型,为研究细胞发育机制提供了有力工具。
责任编辑:Mark
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    摘要
    分裂是细胞的一个关键生命活动,涉及到许多分子之间的复杂作用。居里研究所CNRS生物学家和Max Planck研究所理论物理学家合作,构建出一种预测细胞分裂的理论模型,这一成果刊登于5月24日《Nature》杂志。
    关键字
    细胞分裂,微环境
     
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