斑马鱼皮肤细胞研究,不用合成新DNA的细
细胞分裂,想来是再简单不过的事情:一颗细胞先将遗传物质复制为两份,再一分为二,分配给两个细胞。年发表在《自然》的论文,却报告了过往未知的一种分裂方式:斑马鱼的皮肤细胞,可以直接一变二,再二变四,过程中不用合成新的DNA!这项未来将改写教科书的新知识,当初是如何发现、验证,未来又有什么衍生方向呢?
首先,将颜色植入斑马鱼的每一个细胞。研究人员的研究大多着重于再生生物学,新研究算是发育生物学的领域。不过了解背后细胞行为调控的机制就会知道,这两个领域其实是共通的。
研究人员以斑马鱼作为实验材料,基因改造后让不同细胞被标记上不同颜色,使得不同细胞的动态行为,能够被清晰地分辨和追踪。这个研究方法可以用来探究逆境下复杂组织的再生,也能用来研究正常状况下动物的发育进程,因为这些过程都涉及大量细胞的动态调控。
发育生物学是生物学研究的热门领域,投入者众,大部分的研究者都针对部分细胞或特定基因作探讨,研究人员的技术让他们能同时追踪单一活体动物整个组织里所有的细胞。这项技术除了用在皮肤组织,研究人员也用类似的方法探索肌肉、肝脏等各式器官的发育、再生过程。
创造色彩缤纷的细胞,原理其实很简单,就是利用红色、蓝色、绿色的三原色不同比例的组合。具体作法是透过基因改造,将能制造红、蓝、绿色荧光蛋白质的基因组,植入斑马鱼的细胞,利用遗传学的工具,让表皮、肌肉、肝脏等目标组织的每一颗细胞,随机表现出不同的颜色组合。举例来说,其中一个细胞可以表现:3个红色荧光蛋白+5个蓝色荧光蛋白+4个绿色荧光蛋白,隔壁细胞可能是:1红+2蓝+6绿,邻近细胞间便能呈现不同颜色,让长期追踪所有不同细胞成为可能。
总之,将调色盘植入细胞的原理看似简单,做起来却要耗费不少功夫,寻找适合的基因转殖鱼需要半年到一年的时间。研究人员解释用斑马鱼当实验材料的优点:它们容易繁殖,生长的周期不用等太久,体积小,容易操作;更重要的是鱼体扁平,容易拍摄大面积、高分辨率的细胞影像,进行系统性的量化分析。搭配让每一颗细胞,从诞生到凋逝都无所遁形的全面监控影像平台,才有机会观察到前人视而不见的细胞分裂方式。
转载请注明:http://www.abuoumao.com/hyfz/5725.html