重要的信息关于细胞分裂时发现

Amrinder将近是机械工程系副教授,但他不生产汽车或机器人。力学他冠军是生命的小积木和他们的行为和行动。

细胞动力学研究活细胞和他们的生命,死亡,除法和乘法。在过去的几年里,拿了很多旅行的微观道路细胞生活的地方。他过去的工作分析了细胞如何移动,甚至包括项目与同事测量细胞力量和核形状和局部细胞,观察他们如何治愈。

细胞分裂是我们的立场

他最新的合作研究细胞分裂,特别是在活组织的纤维环境。细胞通常是研究在一个平面环境,平坦的区别和纤维景观打开新窗口进入细胞的行为和疾病的影响。这项研究结果发表在美国国家科学院院刊》上在2月27日。工作得到美国国家科学基金会的资助和支持来自弗吉尼亚理工大学的关键技术与应用科学研究所和弗吉尼亚理工大学高分子研究所创新。

所谓的有丝分裂,细胞分裂是必不可少的发展,生物修复和疾病。一个细胞,在最基本的层面上,其染色体重复,然后分开,两个子细胞之间平均分配,每个国家都有自己的完整的基因信息。随着新细胞反复执行相同的函数,它们形成器官,治愈伤口和取代坏死细胞,维持健康的组织和器官的循环。

但细胞分裂并不总是发生这样顺利。有时,细胞分裂不均匀,或染色体可以成为不均匀分裂。当那些无能发生时,产生的细胞将继续副本的错误的自我,创造遗传缺陷可能导致活体中普遍存在的问题。这些异常占很多产前出生缺陷和能导致癌症的起源。

更好的理解细胞的有丝分裂我们诊断的机会增加,治疗和预防这些缺陷有丝分裂。将近城门的发现将有价值的信息人员的手中,描绘了一个完整的的在细胞水平上的体内的纤维环境。

运动,乘法和除法

在微观层面上,细胞通过细胞外基质(ECM)的三维晶格的有机材料,提供细胞形成器官的框架下垫一个坚实的基础,认为他们在一起。

将近城门的基础性研究,侧重于重建和晶格,细胞运动和他的团队过去的研究表明细胞沿着它。单纤维,细胞本身在两端,纤维像钢丝行走。两种纤维平行允许细胞连接的两倍。

一个分裂细胞也利用周围的纤维。单纤维,两端的细胞遵循和拉创建部门。如果一个细胞的环境中与多个纤维,它可能会附加到这些。ECM可能交叉上方和下方的细胞,提供一个三维的web上细胞连接。

纤维可用于细胞附着的数量影响细胞分裂的时机和细胞可能产生缺陷的类型。单纤维细胞需要更长的时间来分裂,有丝分裂错误更改附件,创建一个复杂的多种方式的细胞可能会失败。

这一发现会影响未来的研究因为细胞分裂的复杂观点错误以前没有研究纤维环境。

为研究一个新的维度

“细胞生物学主要研究在培养皿中,这是一个平面,二维表面,“拿说。“生理输出平面二维有限,因为体内很少有地方环境可以被认为是二维的。”

研究小组发现,观察细胞在ECM的3 d环境产生新的结果超出了2 d培养皿的能力。在这部作品中,团队要求的核心问题:细胞的形状如何影响其分裂行为?

细胞形状取决于细胞坚持底层基板。例如,在平坦的,二维的培养皿中,细胞就像一个煎饼。在纤维环境比如ECM、从细长的翼面形状的风筝,这取决于纤维的数量及其体系结构。虽然细胞可能遵循上方和下方悬挂纤维纤维平面,平面上使细胞趋于平缓,形成向外的连接。它平整导致细胞表现出不同的球和经历。

作为一个圆形的细胞分裂时,它是一个有机电缆连接胞体,或皮层,纤维。单纤维,近乎完美的球状细胞体的两套电缆,给予最大的自由圆形胞体在3 d。随着晶格的纤维数量的增加,细胞的许多地方也可以遵循。这将导致多个电缆复合体极限圆胞体的三维运动。

这个简单的机械效应凸显了培养皿和ECM之间的显著差异。培养皿,单极纺锤体缺陷,代表不完整的轴杆(或中心体)分离,不经常发生。然而,当一个细胞是在单纤维环境中有两个电缆附件网站,单极纺锤体缺陷增加。

这些结果将细胞研究毫不夸张地说:在培养皿的环境,一些缺陷发生在细胞有丝分裂不会发生在同样的方式在一个活体。

“虽然双相分裂,最常见的和无错部门模式,主导部门的结果在纤维的环境中,我们的工作显示了一个开关单极和多极缺陷通过改变纤维细胞连接的数量,“拿说。“它提供了一个了解如何在实际生活中可能发生细胞分裂组织。”

拿希望这基本experimental-computational工作提供的全新的视角将产生见解如何治疗疾病和遗传病。

“与光纤网络,我们提供全面的更多细节在活的有机体内照片,填写一些信息缺失和使用我们的多学科方法,我们想问一些精确的问题在有丝分裂生物学我们前进,”他说。

参考:张Jana, Sarkar A, H, et al。纤维环境中有丝分裂的结果和错误。《美国国家科学院刊。2023年,120 (10):e2120536120。doi:10.1073 / pnas.2120536120

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