细胞如何控制核大小变得更加清晰-可以更好地了解癌症和衰老过程

一个多世纪以来，科学家们首次观察到细胞及其细胞核之间的比例保持恒定，研究人员现在更接近于如何发现它们。细胞周期，细胞生长和分裂过程中看到子细胞再次分裂，并且细胞核同时与细胞分开并扩大。这种串联增强所涉及的机制已被证明是细胞生物学中尚未解决的问题之一 - 细胞越大，细胞核越大，但控制这种比例增大的是什么?

广岛大学助理​​教授Kazunori Kume通过对酵母细胞的最新研究发现，细胞核对遗传物质(mRNA)和蛋白质的囤积导致其膨胀。他进一步提出，通过控制mRNA和蛋白质从细胞核转运到包围的液体细胞质和通过脂质合成提供的核膜的量，可以实现这种肿胀。

众所周知，细胞和细胞核之间的一致大小比例随年龄或癌症而变化，希望这些新发现有助于理解身体退化及其预防。

酵母是一种单细胞生物，具有许多特征和大小，类似于人类和其他真核生物中发现的细胞。对于这一最新发现，来自HU健康老龄研究中心的Kume助理教授对裂殖酵母基因组进行了全面检索，希望找到确定细胞核大小的难以捉摸的基因。

在裂殖酵母中发现的5000个基因中，2000个是细胞生长所必需的，所以他看了另外3000个基因，希望有些可能参与控制细胞核的大小。分离除去这3000个基因中的每一个，并在显微镜下观察所得的突变酵母细胞。

通过记录每个所得细胞及其细胞核的尺寸，他能够计算细胞与细胞核的比例 - 这是一个有成效的艰苦过程。他发现14个基因的缺失导致细胞与核之间的比例比通常的0.08更高，这表明它们是这个比例维持的原因。

对这些细胞核的进一步研究表明，将mRNA从细胞核内部转运到细胞的细胞质中所需的通常机制是缺陷 - 这意味着mRNA无法排出。

mRNA分子含有用于产生蛋白质的遗传信息，并且真实地形成，对较大突变核的分析显示它们不仅含有较高浓度的mRNA，而且含有mRNA衍生的蛋白质，导致它们膨胀。

还发现这种核肿胀依赖于脂质生成，这是核膜扩张所需的。有趣的是，研究人员发现，即使单独破坏脂质生成也会使核膜生长失调，导致核大小增加。

虽然这项研究对细胞与细胞核比率维持有关，但Kume助理教授承认，在他们完全理解正在发生的事情之前还有很长的路要走：“现在有很多问题需要回答 - 是什么引发了这些问题膜的变化?核扩张会导致癌症或由此引起的吗?导致这些特定基因发生突变的原因是什么?这项研究只是迈向未知的第一步。这意味着我现在已经有了追随者和更多未解之谜。“