据物理学家组织网9月11日报道,美国科学家利用先进的荧光显微镜技术,首次对人体活细胞内细胞核的形状变化进行了动态研究,发现细胞核表现出快速波动性,这种“内部时钟信号”标志着人类首次找到表征细胞周期变化的物理特性,为理解生命物质的构成和疾病的发生提供了新途径。
之前的研究只能在细胞生命周期的某个阶段提取细胞进行分析,提取的细胞已停止分裂,处于“死亡”状态。通过这些研究,科学家已知细胞核的形状和大小在生命周期中会发生巨大变化,但由于技术限制,无法动态追踪活细胞内核的变化,因此细胞核在不同时间点的变化一直未被详细了解。
最新发表在《美国科学院学报》上的研究由纽约大学物理系副教授亚历山德拉·兹多伐斯卡及其团队完成。他们利用荧光显微镜技术,观察活细胞内细胞核在不同时间点的微小变化,发现核膜每隔几秒就会闪烁荧光,意味着核的大小在不断波动。这种形状波动的幅度在整个细胞周期内逐渐减弱,揭示了细胞内部的“时钟”机制。
兹多伐斯卡指出,核被膜是细胞核最外层的结构,既保护DNA,又负责物质交换。核膜的结构和功能异常会导致多种疾病,如心肌病、肌肉萎缩症和癌症。她强调:“核被膜的波动可以视作细胞的内部时钟,其信号反映了细胞所处的生命周期阶段。这一发现对理解健康细胞的正常机制以及疾病细胞的病因具有重要意义。”