🦠即將改寫教科書?中研院研究「無合成分裂」榮登《Nature》期刊

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無論你是否為理工科相關出身,一定都有在國中的自然課上學習過生物「細胞分裂」的機制!在生物行細胞分裂之前,都會先經過遺傳物質,也就是DNA的複製。然而中研院卻從斑馬魚的幼魚身上,發現了打破這個百年來,被視為真理的生物機制。

簡單回顧細胞分裂

首先,細胞是組成生物體的最小單位。透過細胞分裂,生物體才得以發育、生長及繁殖。
細胞分裂可以分成以下兩種,
  • 有絲分裂(Mitosis): 於體細胞(如表皮細胞、肌肉細胞等)進行
  • 減數分裂(Meiosis):於生殖細胞(如人類的精子、卵子細胞)進行
細胞經過有絲分裂後會分裂成兩個具有相同染色體數目的子細胞,生殖細胞在經過減數分裂後則會分成四個、具有一半染色體數量的子細胞。透過減數分裂,有性繁殖才有可能發生。

首度發現體細胞進行「無合成分裂」

中央研究院細胞與個體生物學研究所助研究員陳振輝團隊,在研究斑馬魚幼魚(Zebrafish larvae)的發育時,發現其表層的皮膚細胞(原本被認為是不會分裂增生的體細胞),其中一個母細胞竟分裂了兩次,共產生四個不具有完整母細胞DNA的子細胞。
陳振輝團隊研發出的多顏色活細胞標誌工具(Multicolour cell membrane tagging system)Palmskin,透過上百種不同顏色標誌不同的表皮細胞,研究團隊發現這些分裂後的子細胞除了比原本細胞小以外,形狀也變得更扁,陳振輝一開始也不了解為何斑馬魚的皮膚細胞會進行這樣的分裂,然而他推論其原因可能與這些斑馬魚在發育過程所面對到的特殊挑戰有關。
利用Palmskin標誌斑馬魚不同的表皮細胞

「無合成分裂」的好處

斑馬魚的幼魚在某特定的發育階段長得特別快,因此其體表面積也需要快速增加。為了維持穩定的皮膚雙層結構,在下層的表皮幹細胞以正常的「有絲分裂」來增生,然而在上層以分化的表皮細胞恐無法進行相同的分裂,因此轉而進行「無合成分裂」。
Ref. Oregon State University- Zebrafish
研究團隊指出,這種分裂方式可以讓表皮細胞在資源有限的情況下,有彈性的快速延展。不但能使生物個體更有效率的增加體表面積,同時也能維持表皮細胞穩定的覆蓋率。這個現象被認為是斑馬魚幼魚在特定發育階段下的應急策略。
此外,斑馬魚和人類一樣是脊索動物,且有約70%的人類基因可以在斑馬魚的基因組找到對應的序列,因此是許多科學家研究個體發育及人類疾病常用的的模式生物!或許「無合成分裂」不只發生於斑馬魚的皮膚細胞,在人體中的某個角落也有類似的機制也說不定~

參考資料及延伸閱讀:

A new kind of cell division (Nature 影片介紹 👈🏻 推薦!)
感謝你的閱讀~不知道這篇文章是否顛覆了你原先的認知?生物的奧妙是永無止境的,即使現在學習到的知識是如此,在未來都使有機會被推翻的!對我來說,這就是學習科學有趣的地方(。・∀・)ノ
是我第一篇在方格子投稿的文章,感謝你的之前在Matters分享的文章,近日也會搬運過來,也請大家多多支持。
之後的文章大多會像是今天分享的科學新發現(理工人的本能)、動畫或是電影的心得,以及預計之後會大量發表的留學生活分享等等,希望我能維持產出(*/ω\*)
Shepher シェファー
Shepher シェファー
台灣人、留日大學生、工程專業 熱愛探索世界、對日本藝文產業頗有研究 目前熱衷於國際議題、舉凡政治到科學 希望能透過這個平台與你交流、也歡迎與我分享你的想法 \( ̄︶ ̄*\))
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