作者:Wallace Marshall 来源:《科学》 发布时间:2012-11-22 13:54:18
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酿酒酵母向后代提供线粒体保证繁殖
 
为了她的孩子一位母亲会心甘情愿地牺牲自己的健康和安全,这是跨越不同的文化背景所共有的故事——且绝非人类所专有。为了它们的宝宝,雌北极熊能够忍受饥饿,海豚妈妈可以不用睡觉,一些蜘蛛妈妈甚至让自己成为孩子的第一份美食。
 
如今,来自加州大学旧金山分校的一个意外发现表明甚至是酵母“妈妈”也会这样做,给予后代她的所有——甚至不惜牺牲自己的生命。
 
正如最新一期(11月9日)《科学》(Science)杂志上所描述的,加州大学旧金山分校的科学家们发现酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)为了确保它的芽殖后代的健康,将线粒体这一重要的内部结构推入到了后代体内。
  
线粒体是活细胞的小型发电站,为所有的酵母及更高等的生命形式供应生存所需的化学能。像所有的细胞生命一样,酵母需要这些结构维持生存。在这篇新文章中,加州大学旧金山分校的研究小组描述了酵母细胞沿着蛋白质轨道和分子马达构成的网络将适量的线粒体运送到了出芽的新酵母体内的过程。
 
领导研究小组的是加州大学旧金山分校的生物化学和生物物理学副教授Wallace Marshall和博士后Susanne Rafelski。研究人员表示新研究让他们感到惊奇的是,酵母妈妈不断向它们的后代提供大量的线粒体,即便这意味着会加速自身的死亡。
 
Marshall 说:“芽需要多少酵母妈妈就泵出多少。随着它的生长芽得到的越来越多,妈妈拥有的则越来越少。”
 
细胞如何分裂
 
细胞分裂(一个称为有丝分裂的过程)的经典画面是一个细胞分裂生成两个相同的拷贝。科学家们一直相信在这一经典的分裂过程中,线粒体同样被平均分配。
 
然而并非所有的细胞都是均等分裂。例如人类干细胞通常分裂生成了两个外形和行为完全不同的细胞。一些癌细胞也是如此。Marshall说在生物学领域越来越多的人意识到了解在这样的不均匀分裂过程中细胞移动线粒体的机制,有可能为了解干细胞或癌症生物学的某些方面提供重要的线索。
 
加州大学旧金山分校的研究小组开发出先进的显微镜和计算机技术对酵母细胞内线粒体的移动进行了追踪。他们预期如果这些结构随机分配,那么在芽中的线粒体应该少于它们的母亲,因为相比母亲芽要小得多。
 
然而研究人员发现酵母母亲给予了每一代后代一致数量的线粒体,因此随着时间推移它们自身的线粒体数量越来越少。它们为了确保后代健康所付出的代价是极高的:酵母妈妈最终因失去太多的线粒体而无法生存,在10代之后开始死亡。到20代时,大多数母亲都已死去。
 
而酵母的突变形式则吝啬于赠予线粒体,因此也就活得更为长久。(来源:生物通 何嫱)
 
 
 
 
 
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