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Dev Cell:为何平均尺寸的细胞能够使机体的功能发挥到最佳?

2016/10/15 来源:生物谷
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导读
日前,一项刊登于国际杂志Developmental Cell上的研究报告中,来自邓迪大学的科学家通过研究发现,平均尺寸的细胞就是细胞世界的奥林匹克运动员,相比较大或较小尺寸的细胞而言,这些细胞往往表现地更好。


日前,一项刊登于国际杂志Developmental Cell上的研究报告中,来自邓迪大学的科学家通过研究发现,平均尺寸的细胞就是细胞世界的奥林匹克运动员,相比较大或较小尺寸的细胞而言,这些细胞往往表现地更好。

当我们在显微镜下观察细胞和组织时,细胞的尺寸往往是最明显的特性之一,然而一般情况下当细胞尺寸很小时,细胞的大小就会在不同的细胞类型间发生较大变化,比如相比白细胞而言,肌肉细胞就大得多。本文研究中研究者揭示了为何动物细胞具有特定的尺寸。在长达100多年的历史中,科学家们认为随着有机体尺寸的增加,即代谢的异速生长,机体的代谢活性就会下降,比如,相比类似质量的一只大狗而言,两只小狗能够消耗掉更多食物。

这项研究中,研究人员在细胞水平下阐明了代谢的异速生长机制,他们主要对线粒体进行了研究,线粒体作为细胞的能量工厂,其能够产生能量以及维持细胞生长的组件。研究者Teemu Miettinen说道,线粒体是细胞中的关键细胞器,我们发现了线粒体的总量和其活性之间的巨大差异。当线粒体的总量随着细胞尺寸增加时,线粒体的活性就会相应地降低,这似乎能够限制细胞过度增长。

细胞进行充足的生长而不是无限增长是有好处的,中间尺寸细胞中的线粒体具有较高的活性,其能够帮助细胞更好地发挥作用,这或许就为细胞处于中间尺寸提供了一种“健身优势”,将细胞比喻为运动员或许就能够更好地阐明这种健身优势了,过于瘦弱或肥胖的运动员往往并不能在比赛中发挥地较好,而具有平均尺寸的细胞或许才是竞技能手。

研究者指出,将细胞尺寸限定维护在特定范围内对于细胞和器官的生存及再生都非常重要,细胞需要调节自身尺寸来维持最佳的功能,从而使得机体的发挥变地最佳。本文研究在控制细胞生长和尺寸上的另一项应用就是和代谢性疾病的发生直接相关,比如,细胞老化往往和细胞尺寸的增加及线粒体功能的衰退直接相关。

最后研究者Mikael Bjorklund表示,这项研究表明,细胞尺寸的缺失或许会导致线粒体功能的异常,而线粒体功能异常则会引发一系列疾病,比如神经变性疾病及代谢性障碍等,阐明细胞如何感知物理尺寸并且将尺寸同代谢活性相联系,能够帮助我们更好地理解多种疾病发生的分子机制。

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