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1.媒体来源:
自由时报
2.记者署名:
记者邱芷柔/台北报导
3.完整新闻标题:
中研院首揭细胞“无合成分裂” 获《Nature》期刊专文推荐
4.完整新闻内文:
细胞分裂的发生是所有生命的基础,过去180年来大家只知道两种细胞分裂方式“有丝分裂
”及“减数分裂”,中央研究院细胞与个体生物学研究所助研究员陈振辉团队,在研究斑马
鱼发育时,意外发现另一种独特的细胞分裂方式“无合成分裂”,今年4月登上知名国际期
刊《自然(Nature)》并获专文推荐。
中研院指出,德国植物学家冯莫尔 (Hugo von Mohl) 在1835年首次观察到细胞分裂后,
长久以来科学家认为细胞分裂方式的两种,第一是体细胞进行“有丝分裂”,例如皮肤细胞
、肌肉细胞、干细胞等,1个母细胞分裂为2个具有相同染色体数量的子细胞,让个体发育生
长。第二是生殖细胞透过“减数分裂”,将母细胞分裂成2个具有一半染色体数量的子细胞
,例如精子和卵子细胞,有性繁殖才有可能发生。
陈振辉研发多颜色活细胞标志工具(Palmskin),用上百种不同颜色来标志不同的表皮细胞
,能即时、高分辨率追踪斑马鱼体表所有皮肤细胞的动态行为。团队在研究斑马鱼发育时,
意外发现斑马鱼最表层的皮肤细胞,原被认为是不会分裂增生的体细胞,却由1增4,其单一
母细胞竟然可以分裂2次,共产生4个子细胞,且这些子细胞皆不具有完整的母细胞遗传物质
(DNA)。
陈振辉说,这种细胞分裂过程不需要进行DNA复制,因此命名为“无合成分裂”,但为什么
斑马鱼的皮肤细胞需要这样分裂?且分裂后的子细胞形状变小、变扁,一开始他也百思不得
其解,根据多年与斑马鱼为伍的经验,他推测,可能与斑马鱼发育成长所遇到的特殊挑战有
关。
为了找到答案,研究团队利用一个数学几何模型作为基础,跨领域与中研院化学研究所研究
员许昭萍、颜清哲博士合作,进行细胞体积变化的定量分析,发现斑马鱼单一表皮细胞经过
2次“无合成分裂”后,整体的表面积可增加6成。
“发育期的应急策略!”陈振辉进一步说明,斑马鱼幼鱼在特定的发育阶段长得很快,体表
面积需要快速增加,为了维持一个稳定的皮肤双层结构,下层的表皮干细胞以正常的“有丝
分裂”来增生,而上层已分化的表皮细胞只能进行“无合成分裂”来应急,因为这种分裂方
式可让表皮细胞在资源有限的情况下,有弹性的快速延展、有效率地增加体表局部面积,以
维持表皮细胞稳定的覆蓋率。
该论文第一作者陈洁盈为中研院国际研究生学程的博士生,面对长度仅约0.5公分的斑马鱼
幼鱼,为了反复观察其表皮细胞的分裂过程,她必须每12小时麻醉幼鱼一次,小心翼翼地置
于高倍显微镜下拍照,并且确定它在镜头下的姿势每次都相同,结束后还得把麻醉后的幼鱼
唤醒,以持续进行活体实验,这样的过程整整连续10天,重复循环多次。
中研院细生所所长李奇鸿表示,此研究颠覆过去百年来的细胞分裂发现,有助于后续对其他
生物体进行深入探究,进一步了解其详细的细胞生理调控机制。研究团队也说,目前对“无
合成分裂”的了解尚在初步阶段,由于斑马鱼是脊椎动物,也是科学家研究个体发育、再生
反应及人类疾病常用的模式生物,他们预测此一新型的细胞分裂方式,或许不只限于斑马鱼
体表的表皮细胞,仍有待更多研究探索。
陈振辉提到,此篇论文其实早在2020年底就投稿,因为颠覆过去对于细胞分裂的认识,初期
收到很多审查意见,“不只审稿人有意见,我们自己也想知道是否还有其它可能的解释。”
一开始团队原本只想观察表皮细胞如何移动或脱落,没想到却看到此独特现象,还以为会不
会是研究工具出了错,“怎么跟教科书教的完全不同!”因此重复做了多次对照实验。
陈振辉笑说,即使投稿历程艰辛,团队成员们仍兴致勃勃,毕竟不是常有这样的机会可以跟
大家分享,“嘿!我想告诉你还有另一种细胞分裂方式的可能。”原来在太阳底下真的能发
现新鲜事!
该研究成果以“Skin cells undergo asynthetic fission to expand body surfaces in z
ebrafish”为题,登上国际期刊(论文连结:)并获专文推荐,论文第一作者为陈洁盈,研
究团队包括颜清哲、阮筱彧、许绍君、曾子伦、萧崇德、许昭萍、陈振辉。
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6.备注:
教科书要重写了吗?