细胞也有“待机模式”

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作者来源:admin       发布时间:2016-07-12
导读:正常情况下,细胞通常会处于高度活跃的状态:在细胞内部液体环境中,即细胞质中,同时进行着无数的代谢过程,蛋白质和分子微粒疯狂地左右摇晃。然而,如果这些细胞得不到足够

正常情况下,细胞通常会处于高度活跃的状态:在细胞内部液体环境中,即细胞质中,同时进行着无数的代谢过程,蛋白质和分子微粒疯狂地左右摇晃。然而,如果这些细胞得不到足够的营养,细胞能量含量下降,这将导致细胞质的pH值显著降低,即出现细胞酸化现象。与此同时,细胞便会进入一种“待机模式”,这种变化能够帮助细胞生存。来自德国德累斯顿的一个研究小组发现,细胞的这种待机模式的变化,类似于细胞死亡过程,即细胞质从液态转换为固态。因此,细胞内部的敏感结构得到了保护。 
细胞进入待机模式,是细胞面对营养不足等不利因素时的变化。在这种状态下,细胞新陈代谢水平显著降低,结束细胞生长和分裂进程。在极端的情况下,这些细胞与死细胞几乎没有或根本没有区别,但它们却可以从这个状态再次复活,在环境条件得到改善后,继续进行成长和分化。
在该项研究中,Munder 和他的同事们在 Simon Alberti 的 监督下,对细胞待机模式的开关进行了探究。他们主要研究了酵母细胞,并对酵母细胞应对饥饿时的反应进行了观察。他们发现:当细胞质中的代谢通路失去了能量 供给时,细胞器和分子颗粒的运动速度逐渐减慢,形成许多大型的蛋白质分子,这些大分子结构在显微镜下清晰可见。细胞质出现了一致性的改变,以应对环境中营 养不足的状况。即:通过生物物理学方法观察细胞的高敏感度,观察细胞质的物质状态变化——从液体到固体,直到细胞进入死后僵直状态。事实证明,在饥饿条件 下细胞质的pH值会显著降低,这一过程在细胞变化过程中起着至关重要的作用。
值得注意的是,沉睡的细胞与死细胞的区别在于:沉睡的细胞可以逆转成活,而死细胞不能。当环境中重新添加营养物质后,细胞质的pH值会再次上升,细胞质中的固体会逐渐液化,细胞也会继续生长和分裂。Munder 和 他的同事的推测,细胞质的这一待机模式切换的关键在于:“细胞中似乎存在着一种特殊控制机制,在某些环境中,它会产生某种规定的材料属性,从而确保细胞的 生存”。因此,细胞似乎可以通过关闭所有的生命途径进程,欺骗环境,以控制细胞的代谢方式。这种模式是否适存在于人类细胞,将成为未来研究的重点。
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