细胞分裂新发现:中间状态揭示
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威尔康奈尔医学院的研究团队揭示了细胞在完全分裂之前可能会停留在一个可逆的中间状态,这一发现揭示了细胞分裂过程中的一个关键机制和动力学细节,对未来癌症及其他疾病的治疗开发可能提供重要参考。这项研究于6月26日发表在《自然》杂志上。
研究人员开发了新的工具,使他们能够随时间追踪E2F的激活状态。E2F是一种转录因子蛋白,被认为是启动哺乳动物细胞分裂的主要开关。令人意外的是,他们发现E2F在完全激活之前可以保持一个部分且可逆的激活状态,这种状态可能持续很长时间。最终,E2F可能会完全启动细胞分裂,或者细胞会恢复到通常的非分裂“静止”状态。
虽然这种细胞分裂前状态的具体作用尚不完全明确,但研究人员推测它可能是为了避免不适当的细胞分裂的一种安全机制,也可能激活DNA修复功能。无论如何,这一发现揭示了细胞生物学的一个基本方面,可能对理解癌症、伤口愈合及其他与细胞分裂相关的过程具有重要意义。
这项研究的第一作者是Yumi Konagaya博士,她在研究期间是Meyer实验室的博士后研究员,现在是日本国家研究机构Riken的首席研究员。研究人员通过开发一套前所未有的方法,能够在单个细胞中追踪E2F及其信号伙伴的详细激活状态,从而揭示了细胞从静止状态进入分裂过程的机制。利用这些新工具,Konagaya博士观察到E2F是通过多种化学修饰(磷酸化)激活的。E2F通常处于延长的、部分激活的“启动”状态,在这个状态下,部分但不是全部必要的磷酸化已经发生。
Konagaya博士表示:“显然,细胞可以在这种启动状态下停留一天以上,然后才恢复静止状态或进入细胞分裂阶段。”研究人员认为,这种中间启动状态允许细胞有时间感知和整合波动的细胞分裂输入信号,从而平滑这种“噪音”,降低不适当分裂的可能性。他们还怀疑这种状态可能促进DNA修复,因为处于这种状态的细胞显示出激活DNA修复过程的迹象。Meyer博士指出,DNA修复功能对癌细胞和健康细胞都可能有益。
Meyer博士解释说:“癌细胞在分裂时通常会因积累的DNA损伤而死亡,但这种中间状态可能会诱导DNA损伤修复机制,因此某些癌症可能在分裂前利用这种状态进行自我修复。”
研究团队计划进一步探索这种中间分裂前状态在癌症中的作用。原则上,了解这种中间状态的磷酸化模式后,他们可以开发出识别这种状态下的癌症测试,从而有助于优化治疗方案。
总结来说,这项研究揭示了细胞在完全分裂之前的一种可逆中间状态,这一发现不仅提供了细胞分裂过程的新见解,还可能对癌症和其他疾病的治疗开发提供新的方向和思路。这一发现表明,细胞在分裂过程中具有更复杂的调控机制,以确保其分裂的适当性,并可能通过这种机制激活DNA修复功能,从而避免不适当的分裂和相关的健康问题。
2025-12-06
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