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Nature:细胞学突破:首次复制收缩环的结构

标签:收缩环
摘要 : 目前,日本和新加坡的研究人员,通过分离一种精制蛋白质并将其放置在一个模仿细胞的胶囊内,在世界上首次复制了细胞收缩环的结构。相关研究结果发表在三月二十三日的《Nature Cell Biology》杂志。

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 目前,日本和新加坡的研究人员,通过分离一种精制蛋白质并将其放置在一个模仿细胞的胶囊内,在世界上首次复制了细胞收缩环的结构。相关研究结果发表在三月二十三日的《Nature Cell Biology》杂志。延伸阅读:Nature子刊:细胞分裂的一个关键组分得以揭示。

所有有机体都通过细胞分裂的再生能力进行生长和发育。对所有生物来说,这都是一种不可缺少的能力,可以说,生命是由这一过程定义的。针对这一过程的性质所进行的研究,在生物学和医学领域中具有重要的意义。众所周知,当生物体发生细胞分裂时,细胞膜内陷形成一个收缩环。当这个环收缩时,细胞分裂成多个子细胞。虽然分子和细胞生物学研究已经逐渐揭示了形成和控制该收缩环的蛋白质,但是其自身组织结构的许多方面,仍然还是一个谜。

Shin'ichi Ishiwata教授(先进的科学与工程研究生院)和研究助理Makito Miyazaki(科学与工程研究所)在新加坡Waseda生物科学研究所的研究小组(WABIOS),通过分离一个精制蛋白并将其放置在一个模仿细胞的胶囊内,在世界上首次复制了该收缩环的结构。此外,该研究小组对该收缩环的自组织结构及其收缩性能的最低要求和物理条件,有了深刻的认识。这一成果有望对理解细胞分裂的整体运作,起到重要的作用。

如果我们可以充分理解细胞分裂,就有可能控制这个过程。这将为各个领域带来新的医学治疗法,例如,阻止癌细胞繁殖,促进健康细胞的增殖。本研究也有可能用来制备具有自我繁殖能力的人工细胞。

原文标题:Cell-sized spherical confinement induces the spontaneous formation of contractile actomyosin rings in vitro

原文摘要:Abstract: During cell division, many animal cells transform into a spherical shape and assemble a contractile ring composed of actin filaments and myosin motors at the equator to separate the cell body into two. Although actomyosin regulatory proteins are spatio-temporally controlled during cytokinesis, the direct contribution of cell shape and actomyosin activity to the contractile ring assembly remains unclear. Here, we demonstrated in vitro that actin polymerization inside cell-sized spherical droplets induced the spontaneous formation of single ring-shaped actin bundles in the presence of bundling factors. Despite a lack of spatial regulatory signals, the rings always assembled at the equator to minimize the elastic energy of the bundles. Myosin promoted ring formation by the dynamic remodelling of actin networks, and an increase in the effective concentration of myosin triggered ring contraction. These results will help us understand how animal cells coordinate cell shape and actomyosin activities to direct cytokinesis.

 

来源: Nature Cell Biology 浏览次数:0

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