퍼즐 해결 : 식물 세포는 성장을 멈출시기를 어떻게 알 수 있습니까?

그것은되었습니다 생물학의 오래된 미스터리 : 세포는 크기를 어떻게 알 수 있습니까?

그 답은 2013 년부터 가상 먼지를 수집 해 온 Robert Sablowski의 컴퓨터 파일 안에 숨겨져있는 것으로 밝혀졌습니다. 잉글랜드 노리치에있는 이네스 센터는 식물 세포 생물학자인 Sablosky는 말합니다. 그는 초기 프로젝트에서 KRP4라는 단백질을 조사했습니다. 그것을 빛나게하기 위해 형광 해파리 단백질과 결합한 Sablowski는 식물 세포 내부에서 그것을 연구 할 수 있었지만, 그것이 세포 크기 조절을 이해하는 열쇠가 될 줄은 몰랐습니다.

유기체가 발달하려면 세포가 성장, DNA 복제 및 분열의 패턴을 거쳐야합니다. 그러나 세포주기라고 알려진이 과정을 연구하는 과학자들은 분열이 반드시 동일하지는 않다는 사실을 오랫동안 알아 차 렸습니다. 세포는 종종 비대칭으로 분열하고 그 크기는 나중에 수정됩니다. …에서 출판 된 연구 과학 지난달 Sablolowski와 그의 동료들은 식물이 어떻게 하는지를 공개했습니다. 세포는 일종의 측정 컵으로 자신의 DNA를 사용합니다. 발견은 식물을 연구하여 이루어졌지만 애기 장대, 동물과 인간의 세포 크기 조절을 이해하는 데 광범위한 영향을 미칠 수 있으며 작물 생산의 미래에도 영향을 미칠 수 있습니다.

대부분의 세포 단백질은 세포 자체의 크기에 비례하기 때문에 세포의 크기를 평가하는 방법을 결정하는 것은 복잡했습니다. Sablowski는 상황을 팔로 자신을 측정하는 것과 비교합니다. “팔이 신체에 비례하여 성장하기 때문에 그렇게 할 수 없습니다.”라고 그는 말합니다. “크기를 알기 위해서는 외부 참조가 필요합니다.” 그러나 세포가 성장해도 변하지 않는 것은 DNA입니다. 과학자들은 세포가 크기를 측정하는 지표로 DNA를 사용할 수 있다고 오랫동안 추측 해 왔지만 Sablowski의 팀은이 과정의 증거를 최초로 보여준 사람입니다.

혁신에 필요한 수학적 모델을 개발하는 데 도움을 준 John Innes Center의 Martin Howard는 말합니다. 모양과 크기를 조절하는 것은 세포가 작동하는 방식과 밀접한 관련이 있기 때문에 중요합니다. 매우 크고 세포가 DNA에서 정보를 신속하게 검색하기가 어려울 수 있습니다. 너무 작아서 세포가 제대로 분열 할 수있는 공간이 충분하지 않아 분열 및 성장 오류를 일으켜 질병으로 이어질 수 있습니다.

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애기 장대 Sablowski에 따르면 실제로는 잡초이지만 빠르게 성장하고 성숙하기 쉽기 때문에 식물 생물학에서 모델 유기체로 간주됩니다. 이것은 해당 분야의 다른 연구자들에 의해 잘 연구되었음을 의미합니다. ‘사회 애기 장대 실험을 설계하고 지원 한 John Innes Center의 대학원생 Marco Dario는 말합니다. “3 ~ 4 년이 걸린 동일한 실험 설정-커뮤니티가 없었다면 10 ~ 15 년이 걸렸을 것입니다.”

팀이 성장했습니다. 애기 장대 약 6 주 동안 화분에서 새 잎과 꽃이 나타나는 부분 인 어린 성장하는 식물의 끝을 잘라내어 현미경으로 계속 성장하는 것을 관찰합니다. 그들은 약 1000X의 배율로 세포주기의 여러 단계에서 성장하는 각 세포의 위치와 크기를 추적 할 수 있습니다. Sablowski와 D’ Ario는 교대로 교대하면서 이틀 동안 격주로 세포를 확인했습니다. “우리는 장비와 재료를 가지고있었습니다. 우리는 소매를 걷어 올리고 다른 누구도 가지고 있지 않은 데이터를 얻기 위해 48 시간 시험을 수행하기 만하면되었습니다.

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