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细胞分裂：50年的争论尘埃落定
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美国俄勒冈州立大学的一项新研究终于解决了细胞生物学家争论近50年的“细胞分裂”问题，这一研究结果对一切出生缺陷和遗传性疾病研究有所帮助。 染色体在细胞内复制，然后控制细胞一分为二，这是细胞分裂的一个最基本的进程，然而，控制这一进程的机制从未被确切掌握。研究者称，你可以在任何高中生物学的教科书里找到细胞分裂的相关内容，但是其中的细节却让人困扰。 “发现细胞以后，研究者们一直为细胞分裂机制争论不休，自1960年以来提出过两种基本模型，关于收缩环（contractile ring）如何拉动细胞，使得一个细胞分裂成两个。”动物学副教授Dahong Zhang如是说，“问题的一部分在于，直到目前为止，我们没有发现操纵细胞‘骨架’的确定性途径，微管和微丝只是参与了细胞分裂，当细胞分裂发生的时候观察究竟发生了什么。” 为了解决这一问题，Zhang开发了一些新的仪器，使用“微针”（microneedles）和“艺术级”的成像工艺，用以直接操纵细胞“骨架”，而捕捉收缩环的形成。该系统不仅解决了数十年的未解之谜，并且“在细胞生物学的其他领域研究也是一种非常有效的方法”。 对“收缩环”，科学家已知它是由一些相同的用于肌肉收缩的纤维组成，收缩环移动到特定位置，拉扯一个细胞，使它一分为二后，其中的染色体也分开。这是遗传物质分布的最基础层面，并且它必须在正确的时间和正确的地点做到。如果这一过程失去控制，将会导致癌症或者其他严重的医疗或遗传问题。 不过，当你把细胞想象成一个球体，会困惑于细胞分裂的方式是“赤道”收缩或者“极点”拉宽。这就形成了两种截然不同的理论，来解释细胞分裂的方式，这是科学家们为此争论的焦点。 而Zhang的研究揭示，这两种理论都是正确的。自然进化实际上是创造了一个基本的细胞分裂方式，并提供另一种方式作为失败时的备用措施。 “精确的细胞分裂是所有生命都具备的关键性功能，细胞的分裂系统能够做到两种不同的分裂方式，并且这种冗余具有进化方面的价值。”Zhang说，“你会觉得，它拥有完美的意识，我们的研究结果结束了这一争执，从今以后再无需争论哪种模型是正确的了。” 采用细胞标记和移动微管的方式观察微丝是如何被影响的，研究人员选择性地抑制细胞分裂的某些机制。他们发现，在相同的细胞类型中，“极点”拉宽和“赤道”收缩两种分裂方式均可以使细胞正常分裂，这两种机制彼此并不排斥。 这一研究成果使细胞生物学领域研究迈进了一大步，并能对癌症研究起着重要作用。癌症的产生在于正常控制细胞分裂的机制受到损坏，在Zhang的实验室中，在研究细胞分裂的同时，他们研究紫杉醇——常见的抗癌药物。研究人员说，弄明白准确和有效的细胞分裂是了解遗传性疾病的关键。 研究结果将发表在《公共科学图书馆生物学》（PLoS Biology）上 |
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