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生物物理学

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生物细胞的液体比蜂蜜更粘的300倍,确认非侵入性技术

10 Oct 2018
合并核仁
慢动作:显微镜图像的时间演变,描绘人核内部核仁(红色)的聚结具有荧光标记的染色质(绿色)。 (礼貌:Christina Caragine和Alexandra Zidovska / Nyu)

根据蜂蜜,细胞核内部的液体比蜂蜜更粘的液体300倍。 亚历山德拉齐维斯卡 和纽约大学的同事在美国,通过新的非侵入技术确认了先前测量结果的结果。该团队监测了蜂窝核内部结构的微小运动,以了解有关细胞核的机制的更多信息。他们的研究可能导致更好地了解患有癌症和阿尔茨海默病等病症的人群中发生的变化。

除了含DNA,细胞核是RNA分子链的核心核和蛋白质制造部位之间的携带信息,使得在电池内部的重要过程能够平稳地运行。要了解该系统的工作原理,生物学家需要了解RNA链行程的介质的粘度。

先前的研究通过使用针头将小珠子注入核电,然后用磁场操纵它们的运动来测量这种粘度。该技术对细胞造成损害,这使得它不清楚其结果是否在健康,未损坏的细胞中是相同的。

红色和绿色标记

Zidovska的团队通过观察核仁的运动来克服这个问题,这是卵球形的缠结RNA和蛋白质分子的球形结构,其天然存在于核内,并且表现得像液滴。为了准确地观察他们的运动,研究人员转基因细胞使其核仁载有红色荧光标记物,而核的其余部分携带绿色标记。在显微镜下,结构之间的透明对比使它们能够观察核仁表面上的微小振荡。他们还看到了核仁碰撞和保险丝,这是之前未在此之前看到的过程。

通过测量表面振荡的幅度,Zidovska和同事计算了核仁的表面张力。这产生了极低的值 - 比空气液滴的表面张力小约50,000倍。

慢过程

该团队还测量了两种合并核仁的形状如何随着时间的推移而变化,发现它们通常需要大约15分钟才能保险。他们注意到,在蜂窝时间尺度上是一种缓慢的过程。从表面张力驱动的聚结的原理,球队得出结论,核心核心含有约3000粒粒子的粘度。这极高了比水多3000万倍,比蜂蜜比粘稠300倍。该团队的结果符合使用更多侵入性技术收集的数据,并且知道这减少了我们对细胞核内流体机制的理解中的不确定性。

阿尔茨海默病和一些癌症与核仁尺寸和形状的变化有关,因此新技术可具有医疗应用。 “我们认为这种方法的进一步发展可能对疾病诊断和治疗潜在的巨大影响,”Zidovska说。

Zidovska和她的同事正在研究细胞成分的机械性能与遗传信息如何处理的可能关系。

该研究描述于 物理评论信.

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