日本理化學(xué)研究所研究員岡田真理子和愛爾蘭都柏林大學(xué)教授鮑里斯的研究小組宣布,他們利用計算機對測定數(shù)據(jù)進行模擬,從理論上發(fā)現(xiàn)了決定細胞分化、細胞增殖等不同形態(tài)的細胞內(nèi)分子通道。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),正開始分化的細胞能夠利用其強勁的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)出穩(wěn)定的信號。
盡管細胞具有父母給予的同一遺傳基因系統(tǒng),但卻會根據(jù)各自的發(fā)育條件,決定其走上不同的分化、增殖和死亡道路。目前,科學(xué)家尚未充分了解這種決定細胞命運的機制。迄今為止,測定細胞內(nèi)分子大都以測定其定性性質(zhì)為主,定量測定很少被人關(guān)注。研究小組為*細胞增殖和分化過程的機理,對細胞內(nèi)各種分子的活性在一定時間內(nèi)進行了定量分析,并利用計算機模擬,從系統(tǒng)生物學(xué)角度發(fā)現(xiàn)了各種分子間控制關(guān)系的路線圖(分子通道)。
實驗中,研究小組通過向MCF-7乳腺癌細胞注入促進細胞增殖的上皮生長因子和促進細胞分化的heregulin這兩種不同的生長因子,使之具有不同的增殖和分化形態(tài),然后利用免疫學(xué)方法和基因增幅法,對細胞內(nèi)蛋白質(zhì)磷酸化和復(fù)制因子的遺傳基因發(fā)現(xiàn)量等進行定量測定。利用從這些細胞測得的數(shù)據(jù)制成計算機模型進行分析,研究人員發(fā)現(xiàn)了僅在細胞分化過程中工作的分子通路,并且這個通路采用了在控制學(xué)領(lǐng)域被人熟知的負反饋、前饋和與門等系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
研究小組認為,細胞采用負反饋和與門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有助于去除噪聲,穩(wěn)定地釋放信號。此次發(fā)現(xiàn)的分子通道也存在于癌細胞、神經(jīng)細胞、免疫細胞的分化過程中,可能是細胞具有的普遍系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之一。這一分子通道概念使細胞的穩(wěn)定分化控制成為可能,人為地變更分子通道,即可實現(xiàn)對細胞的控制,比如應(yīng)用在再生醫(yī)療領(lǐng)域,可以幫助細胞形成穩(wěn)定的構(gòu)建。
盡管細胞具有父母給予的同一遺傳基因系統(tǒng),但卻會根據(jù)各自的發(fā)育條件,決定其走上不同的分化、增殖和死亡道路。目前,科學(xué)家尚未充分了解這種決定細胞命運的機制。迄今為止,測定細胞內(nèi)分子大都以測定其定性性質(zhì)為主,定量測定很少被人關(guān)注。研究小組為*細胞增殖和分化過程的機理,對細胞內(nèi)各種分子的活性在一定時間內(nèi)進行了定量分析,并利用計算機模擬,從系統(tǒng)生物學(xué)角度發(fā)現(xiàn)了各種分子間控制關(guān)系的路線圖(分子通道)。
實驗中,研究小組通過向MCF-7乳腺癌細胞注入促進細胞增殖的上皮生長因子和促進細胞分化的heregulin這兩種不同的生長因子,使之具有不同的增殖和分化形態(tài),然后利用免疫學(xué)方法和基因增幅法,對細胞內(nèi)蛋白質(zhì)磷酸化和復(fù)制因子的遺傳基因發(fā)現(xiàn)量等進行定量測定。利用從這些細胞測得的數(shù)據(jù)制成計算機模型進行分析,研究人員發(fā)現(xiàn)了僅在細胞分化過程中工作的分子通路,并且這個通路采用了在控制學(xué)領(lǐng)域被人熟知的負反饋、前饋和與門等系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
研究小組認為,細胞采用負反饋和與門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有助于去除噪聲,穩(wěn)定地釋放信號。此次發(fā)現(xiàn)的分子通道也存在于癌細胞、神經(jīng)細胞、免疫細胞的分化過程中,可能是細胞具有的普遍系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之一。這一分子通道概念使細胞的穩(wěn)定分化控制成為可能,人為地變更分子通道,即可實現(xiàn)對細胞的控制,比如應(yīng)用在再生醫(yī)療領(lǐng)域,可以幫助細胞形成穩(wěn)定的構(gòu)建。