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干細(xì)胞核的奇特性質(zhì)

點(diǎn)擊次數(shù):1219 更新時間:2016-04-29

  劍橋大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),干細(xì)胞的核擁有匪夷所思的奇特性能,即細(xì)胞水平上的拉脹性。拉脹性(auxeticity)被廣泛用于隔音材料、高吸水性海綿和防彈衣的。

  絕大多數(shù)材料在被拉伸時都會發(fā)生收縮。舉例來說,當(dāng)我們拉橡皮筋的時候,它自己會變得更細(xì)。與此相反的是,積壓一個材料會使其發(fā)生擴(kuò)張。例如,如果我們用兩只手?jǐn)D壓網(wǎng)球,球的周長就會變得更大。

  不過,材料科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出了*的拉脹性材料。這些材料在受到擠壓時會發(fā)生收縮,在被拉伸時會發(fā)生擴(kuò)張。據(jù)介紹,這類材料特別適合緩沖裝置或者海綿,人們正在挖掘拉脹材的更多用途。

  迄今為止,拉脹性只出現(xiàn)在人造材料中,在自然界里非常罕見。而現(xiàn)在,劍橋大學(xué)的研究人員在胚胎干細(xì)胞的細(xì)胞核中觀察到了拉脹性,這種細(xì)胞能夠分化成為任何類型的細(xì)胞。

  領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的Dr Kevin Chalut說:“這是一個匪夷所思的發(fā)現(xiàn),令我們非常意外。我們看到,在干細(xì)胞分化為特定細(xì)胞類型時,它的細(xì)胞核表現(xiàn)出了拉脹性,允許干細(xì)胞像海綿一樣從周圍吸收必要的材料。據(jù)我所知,這還是在細(xì)胞水平上觀察到類似現(xiàn)象,這在自然界中非同尋常。”

  研究人員發(fā)現(xiàn),只有當(dāng)干細(xì)胞處于分化過程中時,細(xì)胞核才表現(xiàn)出拉脹性能。胚胎干細(xì)胞通過這一過程轉(zhuǎn)變?yōu)榻M織特異性的細(xì)胞,例如心臟組織的細(xì)胞。

  Dr Chalut及其同事在干細(xì)胞的分化過程中,用染料處理了細(xì)胞核周圍的液體——細(xì)胞質(zhì)。隨后,他們對細(xì)胞核進(jìn)行拉伸,結(jié)果發(fā)現(xiàn)此時的細(xì)胞核吸收了周圍的染料。這說明拉伸使細(xì)胞核擴(kuò)張成為了多孔結(jié)構(gòu),這也許是為了從細(xì)胞質(zhì)或環(huán)境中吸收分子,幫助干細(xì)胞進(jìn)行分化。

  對于材料科學(xué)家和工程師們來說,拉脹材料具有非凡的吸引力。而這項(xiàng)研究暗示了一個拉脹材料的新途徑。目前,絕大多數(shù)拉脹材料是高度有序的,比如拉脹性蜂窩結(jié)構(gòu)等。不過也存在一些無序拉脹材料的例子,例如將揉成一團(tuán)的紙球拉開時,紙球的周長會發(fā)生擴(kuò)張。這項(xiàng)研究顯示,在分化過程中,干細(xì)胞的核也是一種無序的拉脹材料。

  “自然界中有許多值得我們學(xué)習(xí)的東西,”Dr Chalut補(bǔ)充道。“人們已經(jīng)深入開發(fā)了拉脹性帶來的*吸收能力,但拉脹材料仍然非常少見,其方式也有待于進(jìn)一步改進(jìn)。為此,材料科學(xué)家們可以向大自然學(xué)習(xí)。理解自然形成的拉脹性,可以引導(dǎo)人們找到拉脹材料的新途徑,將這些材料廣泛應(yīng)用于日常生活。”

 

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