生物学家回答有关细胞大小基本问题

需要生产适量的蛋白质是尺寸惊人的均匀性背后的原因. 在人类, 小区大小可以变化超过100倍, 从微小的红血细胞，大脑神经元. 然而, 每种细胞类型内, 有一个标准尺寸非常小的偏差. 在酵母的研究, MIT的研究人员从小细胞 10 倍于正常大小，发现他们的DNA无法生产足够的蛋白质的需求跟上来维持细胞的正常功能. 麻省理工学院的生物学家已经发现的答案，基本的生物学问题: 为什么给定类型的细胞一样的大小?

MIT的研究人员发现，当他们停止细胞分裂是人体成纤维细胞, 他们变得异常大，然后进入被称为衰老非分裂状态 (右图). 未处理, 正常大小的成纤维细胞在左侧显示. 图片: 加布里埃尔Neurohr

此外, 研究人员发现，这种蛋白质不足导致的细胞进入被称为衰老一个不分裂状态, 这表明了细胞如何变成衰老因为他们的年龄一个可能的解释.

“有这么多的假设，在那里，试图解释为什么会发生衰老, 我认为这个数据提供了衰老一个美丽而简单的解释,”安格阿蒙说：, 在癌症研究的凯瑟琳和Curtis大理石教授在生物系和科赫研究所的综合癌症研究成员.

阿蒙是这项研究的资深作者, 它出现在二月. 7 网络版 细胞. 加布里埃尔Neurohr, 麻省理工学院博士后, 是论文的主要作者.

尺寸过大

要探究为什么单元尺寸是如此严格控制, 研究者防止酵母细胞从除以修饰的基因为细胞分裂关键, 所以，它可以在一定温度下被关断. 这些细胞继续增长, 但他们不能分裂，他们没有复制其DNA.

研究人员发现，随着细胞的扩展, 他们的DNA和其蛋白质建设机械不能保持这样的大槽的需求步伐. 这种故障，以产生足够的蛋白质导致细胞质的稀释和细胞分裂的破坏. 研究人员认为，当细胞过大依赖于细胞分子寻找和相互交融许多其他的基本细胞过程也被削弱.

“理论模型预测，稀释细胞质会降低反应速度. 每一个化学反应，会发生更慢, 和某些蛋白质的某些阈值浓度可能达不到, 所以某些反应永远不会发生，因为浓度较低,” Neurohr说.

研究人员发现，酵母细胞具有两套染色体能够变得衰老之前将增长到酵母细胞的两倍大小只有一套染色体, 这表明在细胞中DNA的该量是在细胞的生长的能力的限制因素.

与人体细胞的实验产生相似的结果: 在人类成纤维细胞的研究, 研究人员发现，迫使细胞生长过度大小 (八倍正常大小) 打乱了许多功能, 包括细胞分裂.

“这是明显的一段时间细胞并控制它们的大小, 但它一直不清楚是什么的各种生理原因是他们为什么这样做,“云月Skotheim, 生物学斯坦福大学副教授, 谁没有参与这项研究. “什么是对这项工作很好是不是真的说明事情如何去错了，当细胞受到太大。”

年龄相关性疾病

阿蒙说，过快增长可能起着衰老发展的重要作用, 其中发生在许多类型的哺乳动物细胞中的，并且被认为有助于与年龄有关的器官功能障碍和慢性年龄有关的疾病.

衰老的细胞往往比年轻的细胞大, 而这项研究, 这表明未经检查的细胞生长导致衰老, 提供了一个可能的解释这个观察. 人体细胞往往生长在整个一生稍大, 因为每次细胞分裂, 它检查DNA损伤, 如果任何被发现, 而修理是由分裂停止. 在这些延误, 细胞生长稍大.

“在细胞的寿命, 更多的部门，你做, 较高的概率是具有伤害, 随着时间的推移细胞会得到更大,”阿蒙说. “最终，他们获得如此之大，他们开始稀释是增殖重要的关键因素。”

仍然无人应答困难的问题是不同类型的细胞是如何维持其细胞类型合适的大小, 该研究人员现在希望进一步研究.

资源: HTTP://news.mit.edu, 安妮特拉夫顿