對于所有動物，消除某些細胞是胚胎發(fā)育的必要部分。活細胞在成熟組織中也會自然脫落。例如，腸壁每隔幾天翻轉一次。
生物擺脫不需要的細胞的一種方法是通過稱為擠壓的過程，該過程允許將細胞從組織層中擠出，而不會破壞留下的細胞層。麻省理工學院的生物學家現在發(fā)現，當細胞分裂過程中細胞無法復制其DNA時，就會觸發(fā)該過程。
研究人員在線蟲秀麗隱桿線蟲中發(fā)現了這種機制，他們表明哺乳動物細胞可以驅動相同的過程。他們認為擠壓可能是機體消除癌細胞或癌前細胞的一種方式。
麻省理工學院的戴維·H·科赫生物學教授，麥戈文腦科學研究所的成員H.羅伯特·霍維茨說：“細胞擠出是海綿，昆蟲和人類等生物體所使用的一種消除細胞的機制。”科赫綜合癌癥研究所，霍華德·休斯醫(yī)學研究所研究員，該研究的資深作者。“擠壓是由DNA復制失敗驅動的發(fā)現是出乎意料的，它提供了一種思考并可能干預某些疾病(尤其是癌癥)的新方法。”
麻省理工學院的博士后Vivek Dwivedi是該論文的主要作者，該論文今天發(fā)表在《自然》雜志上。論文的其他作者是倫敦國王學院的研究員Carlos Pardo-Pastor，麻省理工學院的研究專家Rita Droste，麻省理工學院的博士后吉娜·孔，麻省理工學院的研究生Nolan Tucker，諾華的科學家和前麻省理工學院的博士后Daniel Denning，以及倫敦國王學院的生物學教授喬迪·羅森布拉特(Jody Rosenblatt)。
陷入細胞周期
在1980年代，霍維茨是最早分析一種稱為程序性細胞自殺的科學家之一，這種程序性細胞死亡是生物體用來消除不再需要的細胞的細胞凋亡。他使用線蟲C. elegans進行了發(fā)現，線蟲是一種細小的線蟲，僅包含959個細胞。每個細胞的發(fā)育譜系是已知的，并且每次胚胎發(fā)育都遵循相同的模式。在整個發(fā)育過程中，產生了1,090個細胞，并且有131個細胞因凋亡而經歷了程序性的細胞自殺。
Horvitz的實驗室后來證明，如果蠕蟲經過基因突變后無法通過凋亡消除細胞，那么這131個細胞中的一部分將被細胞擠壓消除，這似乎可以作為細胞凋亡的備用機制。但是，如何觸發(fā)此擠壓過程仍然是一個謎。
為了揭開這個謎底，Dwivedi進行了一次大規(guī)模篩選，篩選了超過11,000個秀麗隱桿線蟲基因。他和他的同事們一個個地敲低了無法進行細胞凋亡的蠕蟲中每個基因的表達。此屏幕使他們能夠鑒定對于發(fā)育過程中開啟細胞擠壓至關重要的基因。
令研究人員驚訝的是，許多需要擠出的基因都參與了細胞分裂周期。這些基因在細胞周期的最初階段主要是活躍的，這涉及啟動細胞分裂周期并復制細胞的DNA。
進一步的實驗表明，最終被擠出的細胞確實開始進入細胞周期并開始復制其DNA。但是，它們似乎在此階段被卡住，導致它們被擠出。
標簽： 細胞
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