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胚胎干细胞核奇特现象:越抻越“胖” 越压越“瘦”

摘要 : 大部分材料在被拉伸时会收缩,比如拉长一根橡皮带,它会变细;反过来也一样,挤压材料会让它们膨胀,比如从两边挤压一个网球,它的外缘会变大。最近,英国剑桥大学科学家发现胚胎干细胞的细胞核表现出一种鲜为人知的新奇性——拉胀性,即挤压会收缩,拉伸会膨胀。相关论文发表在最近的《自然·材料》杂志上。

大部分材料在被拉伸时会收缩,比如拉长一根橡皮带,它会变细;反过来也一样,挤压材料会让它们膨胀,比如从两边挤压一个网球,它的外缘会变大。最近,英国剑桥大学科学家发现胚胎干细胞的细胞核表现出一种鲜为人知的新奇性——拉胀性,即挤压会收缩,拉伸会膨胀。相关论文发表在最近的《自然·材料》杂志上。

拉胀材料在自然界极为罕见,只有某些特殊的海绵才有拉胀性。拉胀材料可作为一种绝佳的减震器或减震海绵,在隔音、超吸收海绵、防弹衣等方面具有广泛应用。研究人员指出,这一发现有望为开发拉胀材料提供新的方法和线索。

“这一项发现完全出乎意料。”负责该研究的维康信托基金—医学研究理事会剑桥干细胞研究所的凯文·查鲁特说,“当时干细胞正在转变成特种类型细胞的过程中,它的细胞核表现出了拉胀性,使它能从周围环境中‘像海绵那样吸收’基本物质。直到我们在细胞水平看到这种现象,才知道它还有这种性质,这在自然界是非常反常的。”

据物理学家组织网4月21日(北京时间)报道称,这种拉胀性只有干细胞的细胞核才有,而且只在它分化为其他类型细胞的过渡阶段才表现出来,比如从非特化的胚胎干细胞变成特化的心脏组织细胞。查鲁特和同事对过渡细胞的细胞质进行了染色处理,发现细胞核在被拉伸时会吸收染料,这表明它在膨胀而且具有渗透性。它这么做可能是为了从细胞质或周围环境中吸收分子,以此来帮助细胞分化。

研究人员指出,拉胀性材料是科学家和工程师正在研究的最有趣材料之一,这一新发现有望为制造人工拉胀性材料提供不同的方法和线索。已知的拉胀材料大多是高度有序的,如拉胀性蜂窝材料;而过渡期干细胞的细胞核是一种无序的拉胀材料。

“我们能从自然界学到很多东西。比如这种拉胀能力,探索它在超吸收方面的性质。”查鲁特说,“虽然我们已付出了大量技术努力,但拉胀材料仍很稀有,要制造出更好的人工拉胀材料还有很多东西要研究。研究拉胀性在自然界的进化,有助于指导我们开辟新途径。”

挤压会收缩,拉伸会膨胀,听起来像是在变魔术,然而这种现象却真真实实地存在着。如此神奇的拉胀材料,其应用前景更是不容小觑。在海洋深水作业方面,拉胀高分子材料将表现出很高的液压稳定性。制造太空飞行器表层所用的纤维增强复合材料将会由于拉胀纤维的替代而使其抗裂强度显著提高。更值得一提的是,用拉胀高聚物制成的衣物、睡袋等日常用品会有良好的宽松舒适感。我们有理由相信,神奇材料必将会有更多的神奇等待人们去发掘。

来源: 凤凰科技 浏览次数:136

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