液壓不穩定性決定細胞生死選擇

科技日報柏林5月31日電 （記者李山）近日，一個德國科學家領導的國際團隊發現，在線蟲生殖細胞發育過程中，約一半的生殖細胞會逐漸凋亡，而決定這些生殖細胞死亡的機制卻是機械性的，與組織的液壓有關。

此前的研究已經發現，線蟲性腺產生的生殖細胞比需要的多，最後只有一半長成卵母細胞，而其餘的則變小生理性凋亡。迄今為止，人們尚不清楚究竟是什麼決定了單個生殖細胞的死亡機制。

最近，來自德累斯頓工業大學等多個研究機構的科研團隊發現了觸發線蟲生殖細胞優勝劣汰決定的證據。相關成果發表在近日的《自然·物理學》雜誌上。

論文第一作者、德累斯頓工業大學的尼古拉斯·夏提耶解釋説：“通過對活線蟲生殖細胞的體積和細胞質流動的準確分析，並建立相應的理論模型，我們發現，組織液壓不穩定性會放大最初隨機的很小的體積差異，並最終導致一些生殖細胞以犧牲其他細胞為代價的成長。”

這是生殖細胞選擇中的關鍵：這種壓力差異會破壞相同體積生殖細胞的平衡配置。液壓的不穩定性導致較大的生殖細胞以較小的生殖細胞（凋亡）為代價的生長。這種不穩定現象可以用物理學中雙氣球不穩定性來描述。通過一個三通管同時給兩個氣球充氣時，較大的氣球更容易膨脹，因為它比較小的氣球具有更低的內部壓力。

研究人員通過受控流動激光技術人為地縮減生殖細胞的體積，結果證明一旦細胞體積低於臨界尺寸，細胞凋亡就會開始，並且最終導致細胞死亡。

通過共聚焦顯微鏡成像，研究人員對活線蟲的內部進行成像，獲得了性腺內細胞體積和細胞間液體交換的精確圖像。論文通訊作者、德累斯頓工業大學生命物理卓越集羣發言人和多學科研究負責人斯蒂芬·格里爾教授補充説：“這些發現非常令人興奮，因為它們表明，關於細胞生與死的決定本質上是機械的，並且與組織的液壓有關。這有助於我們瞭解生物體如何自動選擇將成為卵細胞的細胞。”