新的实验表明，真核细胞可以强有力地控制细胞器大小的平均波动。通过证明细胞器的大小服从科学家们从理论上预测的普遍比例关系，一个新的框架表明，细胞器从有限的构建块池中随机爆发生长。
真核细胞——我们所知道的构成大部分生命的细胞，包括所有动物、植物和真菌——是高度结构化的物体。
这些细胞组装并维持自己更小的内部部分:膜结合的细胞器，如存储遗传信息的细胞核，或产生化学能的线粒体。但关于它们如何将自己组织到这些空间隔间中，还有很多有待了解的地方。
圣路易斯华盛顿大学的物理学家进行了新的实验，证明真核细胞可以强有力地控制细胞器大小的平均波动。通过证明细胞器的大小服从于科学家们理论上预测的普遍比例关系，他们的新框架表明，细胞器从有限的构建单元池中随机爆发生长。
这项研究发表在1月6日的《物理评论快报》上。
艺术与科学学院的物理学助理教授Shankar Mukherji说:“在我们的工作中，我们认为细胞器的生长步骤远非一个有序的‘砖接砖’组装，而是随机爆发的。”
Mukherji说:“这种爆发从根本上限制了控制细胞器大小的精度，但也将细胞器大小的噪声保持在一个狭窄的窗口内。”“突发性生长提供了一种一般的生物物理机制，通过这种机制，细胞可以维持平均可靠而具有可塑性的细胞器大小。”
细胞器必须足够灵活，允许细胞根据环境的需要生长或收缩。然而，细胞器的大小必须保持在一定的限度内。生物学家之前已经发现了调控细胞器大小的某些分子因素，但这项研究为细胞器大小控制的定量原理提供了新的见解。
虽然这项研究使用了出芽酵母作为模型生物，但研究团队很兴奋地探索这些组装机制如何在不同的物种和细胞类型中被利用。Mukherji说，他们计划研究这些稳健性模式可以教会我们如何利用细胞器组装用于生物工程应用，以及如何在疾病背景下发现细胞器生物发生中的缺陷。
Mukherji说:“出芽酵母和人类iPS细胞的细胞器大小健壮性模式是相同的。”“产生这些爆发的潜在分子机制尚未完全阐明，很可能是细胞器特异性的，也可能是物种特异性的。”
本研究由美国国立卫生研究院(NIH R35GM142704)支持。
参考文献
Robustness and Universality in Organelle Size Control
