據(jù)外媒報(bào)道，在包括人類在內(nèi)的許多物種中，負(fù)責(zé)生殖的細(xì)胞即生殖細(xì)胞通常是高度相互聯(lián)系的并且共享各自的細(xì)胞質(zhì)。在雌雄同體線蟲秀麗隱桿線蟲中，多達(dá)500個(gè)生殖細(xì)胞在性腺內(nèi)相互連接。據(jù)悉，性腺是產(chǎn)生卵子和精子的組織。

這些細(xì)胞圍繞一個(gè)中心細(xì)胞質(zhì)“走廊”排列、交換促進(jìn)細(xì)胞生長的細(xì)胞質(zhì)物質(zhì)并最終產(chǎn)生準(zhǔn)備受精的卵母細(xì)胞。

在過去的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)秀麗隱桿線蟲的性腺產(chǎn)生的生殖細(xì)胞比需要的多，其中只有一半會(huì)長成卵母細(xì)胞，而其余的會(huì)萎縮并通過生理凋亡死亡?，F(xiàn)在，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了能回答是什么觸發(fā)了在生殖系中生死之間的細(xì)胞命運(yùn)決定的證據(jù)。

先前的研究揭示了導(dǎo)致細(xì)胞生理死亡的遺傳基礎(chǔ)和生化信號(hào)，但選擇和啟動(dòng)單個(gè)生殖細(xì)胞凋亡的機(jī)制尚不清楚。當(dāng)生殖細(xì)胞沿著線蟲的性腺成熟時(shí)，它們首先會(huì)在大小和體積上一起均勻地生長。在剛剛發(fā)表在《Nature Physics》上的研究中，科學(xué)家們指出，這種均勻生長會(huì)突然轉(zhuǎn)變?yōu)楫愘|(zhì)生長，即一些細(xì)胞變大、一些細(xì)胞變小。

該項(xiàng)研究的論文第一作者之一Nicolas Chartier指表示：“通過精確分析活蠕蟲中的生殖細(xì)胞體積和細(xì)胞質(zhì)材料通量，并通過發(fā)展理論模型，我們已經(jīng)確定了一種水力不穩(wěn)定性，它放大了微小的初始隨機(jī)體積差異，這導(dǎo)致一些生殖細(xì)胞體積增加，而其他細(xì)胞體積減小。這種現(xiàn)象可以跟物理學(xué)家所熟知的雙氣囊不穩(wěn)定性相比較。當(dāng)同時(shí)向兩個(gè)橡膠氣球吹氣，試圖使它們都充氣時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生這種不穩(wěn)定性。只有大氣球才會(huì)充氣，因?yàn)樗膬?nèi)部壓力比小氣球低，因此更容易充氣。”

這就是在生殖細(xì)胞的選擇中起作用的原因：這種壓力差往往會(huì)破壞生殖細(xì)胞體積相等的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，即所謂的水力不穩(wěn)定性，導(dǎo)致較大的生殖細(xì)胞以犧牲較小的生殖細(xì)胞為代價(jià)而生長。通過熱黏性泵送以人工減少生殖細(xì)胞體積，研究小組證明了是細(xì)胞體積的減少導(dǎo)致了細(xì)胞擠壓和細(xì)胞死亡，這意味著一旦細(xì)胞低于臨界大小就會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

通過使用共聚焦成像，研究人員可以對(duì)活蠕蟲的整個(gè)生物體進(jìn)行成像從而獲得所有性腺細(xì)胞體積的全局和精確圖像以及細(xì)胞之間的液體交換。生命卓越物理集群(PoL)的發(fā)言人和多學(xué)科工作的主管Stephan Grill補(bǔ)充稱：“這些發(fā)現(xiàn)非常令人興奮，因?yàn)樗鼈兘沂玖思?xì)胞中的生死決定是機(jī)械性的并跟組織液壓有關(guān)。這有助于理解生物體是如何自動(dòng)選擇一個(gè)細(xì)胞成為卵子的。”

關(guān)鍵詞： 研究人員 細(xì)胞 生死決定 組織液