教科書(shū)會(huì)告訴您，在細(xì)胞分裂過(guò)程中，新 DNA 的產(chǎn)生在 S 期達(dá)到峰值，而其他大分子(例如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和多糖)的產(chǎn)生或多或少保持在相同水平。由 Matthias Heinemann 教授領(lǐng)導(dǎo)的格羅寧根大學(xué)的分子生物學(xué)家現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)事實(shí)并非如此：蛋白質(zhì)合成顯示兩個(gè)峰值，而脂質(zhì)合成峰值一次。這些變化可以解釋導(dǎo)致細(xì)胞分裂的代謝振蕩，這是該小組之前發(fā)現(xiàn)的。他們的新結(jié)果于 2 月 27 日發(fā)表在Nature Metabolism上。
每個(gè)分裂的真核??細(xì)胞都經(jīng)歷細(xì)胞周期：從生長(zhǎng)期 (G1) 到合成新 DNA 的階段 (S)、間隙期 (G2)，最后是通過(guò)有絲分裂進(jìn)行細(xì)胞分裂的階段 (M)。關(guān)于細(xì)胞分裂的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)會(huì)告訴您，除了 DNA 的合成外，細(xì)胞中的所有其他分子，例如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和多糖，在所有細(xì)胞周期階段都以或多或少恒定的速率產(chǎn)生。
動(dòng)態(tài)測(cè)量
七年前，Matthias Heinemann 和他的團(tuán)隊(duì)描述了細(xì)胞代謝的振蕩，這似乎協(xié)調(diào)了真核細(xì)胞分裂的過(guò)程。他的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)更詳細(xì)地研究了新陳代謝，并測(cè)量了細(xì)胞周期中蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和多糖的產(chǎn)生速率。他們發(fā)現(xiàn)教科書(shū)是錯(cuò)誤的。
“我們?cè)趩渭?xì)胞中使用動(dòng)態(tài)顯微測(cè)量來(lái)顯示不同大分子的產(chǎn)生如何在不同時(shí)間達(dá)到峰值，”Heinemann 解釋道。蛋白質(zhì)合成的基本速率在 G1 期達(dá)到頂峰，在 S 期下降，并在細(xì)胞周期的后半期再次達(dá)到頂峰。“我們還發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)和多糖(細(xì)胞壁的組成部分)的合成只有一次達(dá)到峰值：也是在下半年。”
建筑模塊
為了確定蛋白質(zhì)合成率，科學(xué)家們使用了一種既定的監(jiān)測(cè)熒光蛋白的方法。他們還設(shè)計(jì)了第二種更復(fù)雜的方法，通過(guò)這種方法他們可以驗(yàn)證蛋白質(zhì)的產(chǎn)生似乎遵循雙波模式。“我們必須開(kāi)發(fā)第二種方法，因?yàn)槲覀兊慕Y(jié)果與我們和其他人對(duì)細(xì)胞周期代謝的了解背道而馳，”該論文的第一作者 Vakil Takhaveev 說(shuō)。“在這種新方法中，我們探討了細(xì)胞在細(xì)胞周期的每個(gè)時(shí)刻對(duì)蛋白質(zhì)生物合成抑制劑的敏感程度。事實(shí)證明，這種敏感性在細(xì)胞周期的不同階段達(dá)到峰值。
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