细胞如何感知自己的大小？

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生物的生长离不开细胞的生长和盘据。细胞老是能经由盘据而络续发生巨细合适的细胞。何为“巨细合适”？以典型的人类红细胞为例，它们老是直径只有几微米的扁平小圆盘；以骨骼肌细胞为例，它们是拥有颀长形态的构造，能够被拉伸到几厘米长。

（原文来自www.jj00.com）

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既然细胞盘据发生新细胞对于生物的生长来说是必弗成少的，那么一个天然的问题就是，细胞要若何感知自身的巨细，若何得知本身已经长大到能够盘据了的呢？

认识细胞若何掌握它们的巨细是细胞生物学的根蒂，因为它决意了细胞内的几许构造和细胞器的巨细；而细胞器的巨细又会反过来会影响细胞发生卵白质和其他分子的体式，从而影响生物合成过程。

在动物细胞中，细胞巨细能够经由两种分歧的机制来掌握的。首先，细胞周期会包管较小的细胞能够延缓细胞的生长历程，以便在细胞盘据之前储蓄更多的生物量；此外，与巨细有关的细胞生长会确保较大和较小的细胞在单元单子质量上的生长速度慢于巨细最优的细胞。

近十年来，跟着单细胞手艺的提高，科学家逐渐在动物细胞中发现了越来越多与细胞巨细掌握有关的现象。比来，斯坦福大学的生物学家JanSkotheim和EvgenyZatulovskiy在回首了近年来的一些进展之后，，在《遗传学趋势》上揭橥了一篇综述性论文，对迄今为止所认识到的掌握了动物细胞巨细的机制进行了描述。

此外，凭据近年来的一些实验，Skotheim的团队还在一篇即将揭橥在预印网站bioRxiv上的论文中，介绍了一种近年来才被提出的与细胞巨细之谜有关的或者性。这是一种认为细胞能够经由感知体内的某些卵白质是否被稀释，而“得知”本身是否已经生长到能够盘据的田地的概念。

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Skotheim本是一位物理学家和应用数学数学家，他对细胞巨细之谜的乐趣发源于他的博士后研究时期。其时，他看到了一些关于细胞生长和盘据的延时录像。物理学家的脑筋惯性让他对于细胞是若何感知自身的物理属性，并凭据这些属性信息接纳动作的发生了好奇。他不禁想：像细胞或微生物这一类器材，是若何拥有可以测量自身巨细的机制的？细胞巨细这一信息又是若何转化成能够触发细胞盘据的生化旌旗的？

2008年，在Skotheim竖立了本身的实验室之后，便起头搜寻或者掌握了细胞巨细的分子机制。在其时，研究人员遍及认为细胞在生长过程中会持续发生卵白质。而在Skotheim的研究团队中，有一位名为KurtSchmoller的博士后却提出，细胞的巨细是否与细胞中的卵白质稀释有关？

Schmoller想知道，若是某些卵白质在细胞中的量是特定的，那么跟着细胞的增进，卵白质的含量就会被稀释，当细胞“感应”到了这种旌旗，就“知道”是时候盘据了。

Skotheim团队用延时显微镜对正在生长和盘据的酵母细胞进行观测，他们对细胞质中的各类卵白质浓度进行了测量。2015年，他们果真发现了一种会跟着细胞体积的增大而被稀释的卵白质，这种卵白质名为Whi5，是一种能够防止酵母细胞盘据的卵白质。他们发现，在酵母细胞的生长过程中，有很多卵白质是能够络续发生的，然而Whi5的量倒是固定的。是以当Whi5卵白被稀释到必然水平时，细胞便会起头盘据。

○酵母细胞的生长和盘据：掌握细胞盘据的机制与某种卵白质（通亮区域）的浓度有关。|图片起原：K.Schmoller/斯坦福大学

再后来，Skotheim团队中的Zatulovskiy在人类细胞中也发现了雷同的机制。他发现肿瘤按捺卵白Rb会跟着细胞的生长而被稀释，而且Rb以和Whi5一般的体式，掌握细胞何时盘据。

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就如许，Skotheim等人将细胞巨细与卵白质稀释连系到了一路。作为一个进修物理身世、现从事生物学研究的科学家，Skotheim认为物理学的研究配景为他带来了一个很大的优势，那就是他会以分歧的视角来对待生物学问题，并提出能够与生物学家的方式更相辅相成的方案来解决问题。

当遗传学家和微生物学家把注重力集中在识别细胞的新部门和懂得细胞的整体复杂性上时，物理学家或者更感乐趣于发现是否有什么更为根蒂的简洁概念——好比稀释——影响了细胞行为。

如今，Skotheim等人进展能更深入地研究掌握这些卵白质形成的分子机制，以认识为什么有些卵白质在细胞中的量是固定的，而不是能够络续发生的。

参考链接：

https://doi.org/10.1016/j.tig.2020.01.011

https://physics.aps.org/articles/v13/35