达特茅斯学院 新的研究描述了细胞如何判断自己的大小以知道何时停止分裂
在这张数码显微图像中，细胞分裂的波扫过果蝇胚胎以减小细胞尺寸
学分:阿莫迪奥实验室/达特茅斯学院 科学家们多年来一直在探索细胞是如何测量尺寸的
细胞大小至关重要
这是在生长的有机体中调节细胞分裂的东西
当微观结构的尺寸加倍时，它们就会分裂
一个细胞变成两个
两个细胞变成四个
这个过程一直重复，直到一个有机体有足够的细胞
然后它停止了
或者至少是应该的
让科学家困惑的是，导致细胞分裂在正确的时间停止的一系列事件
除了教科书上的问题，这个问题还涉及到严重的医学挑战:过早停止分裂的细胞会导致正在生长的生物体出现缺陷
不受控制的细胞生长会导致癌症或其他疾病
发表在《当代生物学》上的达特茅斯大学的一项研究通过逆向解决这个问题提供了这个问题的新答案:这项研究关注的是通过分裂减小尺寸的大细胞，直到形成足够的细胞来进入其他发育阶段
“早期胚胎是研究细胞大小控制的理想场所，”达特茅斯大学生物学助理教授兼首席研究员阿曼达·阿莫德奥说
“我们研究的细胞是肉眼可见的卵子
它们不需要在分裂前生长，所以它允许我们观察在成体细胞中模糊的连接
" 根据这项研究，在受精之前，一定量的蛋白质组蛋白H3被装载到胚胎中，并随着胚胎分裂成更多的细胞而被耗尽
随着组蛋白被消耗以适应不断增长的细胞核数量，它们释放酶Chk1与另一种蛋白质CDC25结合，以停止细胞的增殖。
这项研究是技术性的，但其机制相对简单:随着组蛋白H3在生长细胞中的消失，终止酶Chk1发现并禁用触发细胞周期进程的蛋白质CDC25。
达特茅斯大学博士后研究员、该论文的第一作者尤基·神童说:“我们研究结果的关键在于发现异常大量的组蛋白H3可能会进入终止酶。”
“一旦我们注意到这一点，我们就能够在我们的活体试管中测试这个想法，果蝇卵
" 这项新研究建立在早期研究的基础上，早期研究发现基因组大小和细胞大小之间存在一个生物常数
研究人员知道，一旦达到平衡点，细胞就会停止复制，但不明白细胞如何决定比例
为了找到这个长期问题的答案，研究小组研究了果蝇卵
由于与其他细胞相比，它们的体积较大，研究小组能够对细胞周期有不同的看法
“我们已经拥有所有的零件很多年了，但是还不能完全将它们组装在一起，”阿莫德奥说
“一旦我们认识到H3直接与脱氧核糖核酸和Chk1相互作用，这项工作就进展得非常快
第一次一切顺利，这是假设正确的好迹象
" 由于控制细胞分裂的相同分子——组蛋白H3、CDC25和Chk1——都在癌症和其他疾病中被识别，这一发现可以帮助研究人员寻找与发展和疾病有关的问题的答案
神童说:“我们最初对一个基本的生物学问题感到好奇，即生长中的卵子中的细胞如何在正确的时间做出停止的决定。”
“我们现在感到兴奋的是，我们的发现也可能对疾病等更广泛的背景产生重要影响
"
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