科学家们的发现颠覆了我们对细胞分裂方式的看法

曼彻斯特大学的科学家改变了我们对生物体内细胞如何分裂的理解，这可能会改变学生在学校所学的内容。在今天发表在《科学》杂志上的一项研究中，研究人员挑战了学校100多年来教授的传统智慧。

目前，学生们被教导，在细胞分裂过程中，母细胞在分裂成两个大小和形状相同的子细胞之前会变成球形。然而，这项研究表明，细胞圆形不是细胞分裂的普遍特征，也不是它在体内通常的工作方式。

研究人员表明，分裂的细胞通常不会变成球形。这种缺乏舍入的情况破坏了分裂的对称性，产生了两个子细胞，它们在大小和功能上都不同，这被称为不对称分裂。

不对称分裂是体内不同类型细胞产生的重要方式，用于制造不同的组织和器官。到目前为止，不对称细胞分裂主要只与高度特化的细胞有关，即干细胞。

科学家们发现，母细胞在分裂前的形状可以决定它们在分裂时是否会变圆，并决定其子细胞的对称性。形状较短、较宽的细胞往往会变圆并分裂成两个彼此相似的细胞。然而，较长和较薄的细胞不会聚集并不对称分裂，因此一个子细胞与另一个子细胞不同。

这些发现可能对我们理解细胞分裂在疾病中的作用产生深远影响。例如，在癌症细胞的背景下，这种类型的“非圆形”不对称分裂可以产生已知的通过转移促进癌症进展的不同细胞行为。

利用这些信息还可以影响再生医学，使我们能够更好地制造再生受损组织和器官所需的细胞类型。也许有一天，科学家们能够通过简单地操纵母细胞的形状来影响子细胞的功能。

共同主要作者、曼彻斯特大学高级研究员Shane Herbert博士说：“有丝分裂或细胞分裂现象是生命的基本原理之一，也是从学龄开始教授的一个基本生物学概念。学生们了解到，当细胞分裂时，它会产生一个均匀的球形。然而，我们的研究表明，在真实的生物体中，事情并没有那么简单。

”我们的研究发现，细胞分裂前的形状可以从根本上指导细胞是否旋转，重要的是，它的子细胞在大小和功能上是对称还是不对称的。“

科学家们使用实时成像技术研究了1天大的透明斑马鱼胚胎中血管的形成。

生长中的血管和其他组织是由一群共同迁移的细胞组成的。每条新血管都由一个特殊的快速移动的细胞在前面引导，后面是较慢的细胞。

与超过100000名依赖Phys.org获取日常见解的订阅者一起探索科学、技术和太空的最新进展。注册我们的免费通讯，每天或每周获取有关突破、创新和重要研究的最新消息。当快速移动的“尖端”细胞分裂时，研究表明，它并没有像预期的那样“聚集”。通过这样做，它能够不对称地分裂，并在前面产生新的快速“尖端”细胞，在后面产生一个较慢的跟随细胞。

共同主要作者、曼彻斯特大学讲师Holly Lovegrove博士说：“使用透明的1天龄斑马鱼胚胎，我们可以研究活体内细胞分裂等动态过程。因此，我们能够拍摄这种基本细胞行为的电影，并在此过程中揭示组织如何生长的令人兴奋的新方面。“

该团队还使用了一种使用人类细胞的技术，称为微图案。

共同第一作者、曼彻斯特大学博士后研究助理Georgia Hulmes博士说：”微图案使我们能够生成细胞可以粘附的特定形状的蛋白质微观斑块。然后，细胞将呈现斑块的形状。因此，这使我们能够改变细胞的形状，并测试这些形状如何影响随后的细胞分裂。“

科学家们使用的微图案化系统被Alvéole称为PRIMO。该系统使科学家能够以不到人类头发宽度十分之一的微小分辨率将细胞操纵成不同的形状。紫外线激光用于将特定形状烧到不粘粘的表面上。然后将细胞接种到表面上，只能粘在紫外线激光打印出形状的区域。然后细胞扩散成激光图案化的形状，这使科学家能够创建他们想要的精确细胞形状