細胞是否含有決定其命運的機制？ 蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）的研究人員在一項新研究中證明，大分子簇決定了細胞的未來。
簡要概述
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- 細胞選擇路徑的決策由細胞內分子簇控制。
- 蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）研究人員的新發現可能有助於調控細胞決策，從而靶向癌症等疾病。
細胞能夠表現出驚人複雜的行動方式。 它必須自行決定是生長繁殖、休眠、特化、衰老還是死亡。 這不僅適用於哺乳動物細胞，也同樣適用於看似簡單的微生物。
細胞不僅從外部信號獲取線索，還從內部信號獲取線索——例如其年齡或可用能量。 為確保擁有所需全部資訊，細胞內各處的分子需要聚集並形成具有不同物理狀態的聚集體，其形態可介於液態、凝膠狀或固態之間。 科學家將這些細胞資訊收集場所稱為「凝聚體」。。
凝聚體參與決策機制
迄今，這些凝聚體如何具體參與細胞信息交換尚不明確。 蘇黎世聯邦理工學院由生物學教授伊夫·巴勒爾（Yves Barral）領導的研究團隊現已揭示其在酵母細胞中的工作機制。 該研究剛發表於《分子細胞》（Molecular Cell）期刊。
為理解分子簇如何影響酵母細胞決策，研究人員聚焦於細胞衰老過程。 "由於細胞衰老可獨立於外部環境發生，這是開展研究的理想切入點，"巴勒爾研究團隊的博士後研究員、該研究第一作者湯姆·佩斯克特（Tom Peskett）解釋道。
兩種凝聚體必須協同作用
通過微流控技術（操控微量液體的方法），他與同事捕獲了單個酵母細胞。 借助光學顯微鏡，研究人員觀察到細胞每次分裂時的衰老過程，最終在三至四天后死亡。 研究發現，隨著細胞年齡增長，特定蛋白質凝聚體——即P小體（P-bodies）和Whi3凝聚體——在細胞內形成。
研究人員證實，這兩種凝聚體協同作用，阻止老年細胞繼續分裂。 它們結合RNA分子並抑制參與細胞分裂周期的蛋白質生成。 "若破壞其中一種凝聚體，細胞將持續分裂直至高齡，"佩斯克特解釋道。
為探究凝聚體相互作用的意義，蘇黎世聯邦理工學院的生物學家人工誘導Whi3凝聚體形成。 這導致細胞提前進入衰老狀態。 "這明確表明蛋白質聚集影響細胞'退休'決策並加速生命終結，"蘇黎世聯邦理工學院教授伊夫·巴勒爾（Yves Barral）指出。 但該效應僅在同時存在Whi3凝聚體和P小體的細胞中出現。 "兩種凝聚體的相互作用至關重要，"巴勒爾總結道。
主动中止交配决策
凝聚体还主导了细胞中止交配尝试的决策。年轻酵母细胞通过释放特定信息素相互传递信号进行交配。一旦检测到对方，它们便停止分裂并形成交配附器以实现细胞融合。此前，研究者认为老年酵母细胞已丧失生殖能力，无法响应潜在伴侣的信息素。
苏黎世联邦理工学院研究者发
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夜色春藥網折扣活動 (https://yeeseex.com/)现，老年细胞确实能响应信息素，但会迅速放弃交配尝试。"此决策归因于凝聚体。若阻止其形成，老年细胞对信息素的反应将与年轻细胞一致，"巴勒尔强调。
总体而言，这些结果表明凝聚体网络控制着两项截然不同的决策：终止细胞分裂周期与避免老年交配。"凝聚体使细胞能够评估自身年龄或潜在伴侣的存在，并相应调整行为，"巴勒尔解释道。
研究结果还揭示，凝聚体及其相互作用解释了细胞各处分子如何汇聚交换关键信息。"如同它们自发组成分子委员会来控制细胞决策，"佩斯克特补充道。
许多细胞会做出损害人体的决策——例如癌细胞决定快速增殖。细菌遭遇抗生素时决定进入休眠状态，并在后期苏醒引发复发感染。随着人类衰老，干细胞停止生成新细胞，导致伤口愈合时间延长。
"这些发现提示了一种改变此类决策的新途径。但需进一步研究开发特异性靶向凝聚体的药物，才能将该知识最终应用于临床环境，"巴勒尔强调。