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原来,趋利避害是细胞分裂的“本性”——西藏

发布日期:2020-05-13 18:32  来源:杏彩平台开户  人气:

细胞分裂一直发生在人体内。细胞分裂通常包括细胞核分裂和细胞质分裂。母细胞会在核分裂过程中将遗传物质转移到子细胞,以保持生命遗传信息的连续性。在高中教科书中,这个过程被描述为“平等分配”。

最近,浙江大学医学院呼吸与危重病医学系和浙江大学第二附属医院的应教授和沈华豪教授的团队发现,高等植物和动物的染色体在细胞分裂过程中“分布不均”。带有DNA损伤的染色体会去同一个子代细胞以保证另一个子代细胞的健康,前者伴随着明显的DNA损伤修复反应。研究人员还发现,ATR/CHK1信号通路在受损染色体的非随机分配中起着至关重要的调节作用。相关研究成果已在国际知名杂志《分子细胞》上发表。

分裂后的“双胞胎”外表很像内在不同

2013年,在带领本科生进行创新实验时,宋敏和学生们意外地观察到一对外表相似但内部不同的“双胞胎”细胞。

通过免疫荧光染色,他们发现其中一个子代细胞是完整的,而另一个子代细胞有大量的DNA损伤。应宋敏说,从表面上看,两者有别于旧的和新的,但实际上它们源于受损和未受损染色体的分布。

经过7年的研究,应的研究小组在几十种不同的细胞系统中发现了“非随机”现象,包括人细胞和实验小鼠细胞,包括正常细胞和肿瘤细胞。

应宋敏解释说,染色体DNA损伤可能发生在细胞增殖和分裂过程中,但有时受损的染色体DNA不能在细胞分裂前完成自我修复。在这种情况下,如果细胞分裂仍然采用随机分布,受损的染色体DNA将同时传递给两个子细胞,然后反复传递,这可能会造成不可估量的后果。

“为了避免风险,母细胞会将未受损的染色体分配给子代细胞之一,以保持其增殖能力;受损的染色体被“隔离”到另一个兄弟姐妹的子代细胞中,并易于细胞周期停滞或死亡。”应宋敏说,分离受损细胞的分配也可能在确保干细胞发育期间生命种子的长期存活方面发挥关键作用。

非随机分配能保证遗传信息代代相传

人类细胞有23对染色体,每对染色体在细胞分裂时可以均匀分布到子细胞。没有有效的调节机制,所有染色体非随机分布的概率非常小。

研究小组的成员说,要看到一个非随机分布的细胞,大约需要数万个细胞。非随机分布的一个先决条件是染色体在细胞分裂前被损坏并且没有被修复。

据了解,在DNA复制的过程中会出现很多情况,就像俄罗斯方块的拼写一样,并不是所有的地方都靠得很近。DNA末端的端粒也特别难复制,一旦复制不好,就会发生损伤。这种复制障碍被称为复制压力。经过非随机分布,一些小的损伤聚集成一个塔,导致整个细胞的DNA疤痕。此外,内部因素(如肿瘤原癌基因的激活)和外部因素(如影响DNA复制的化学药物)也会导致DNA损伤。当这些损坏没有完全修复时,可能会触发非随机分配。
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