幹細胞核的奇特性質
劍橋大學的科學家們(men) 發現,幹的核擁有匪夷所思的奇特性能,即細胞水平上的拉脹性。拉脹性(auxeticity)被廣泛用於(yu) 隔音材料、高吸水性海綿和防彈衣的。
絕大多數材料在被拉伸時都會(hui) 發生收縮。舉(ju) 例來說,當我們(men) 拉橡皮筋的時候,它自己會(hui) 變得更細。與(yu) 此相反的是,積壓一個(ge) 材料會(hui) 使其發生擴張。例如,如果我們(men) 用兩(liang) 隻手擠壓網球,球的周長就會(hui) 變得更大。
不過,材料科學家們(men) 已經開發出了*的拉脹性材料。這些材料在受到擠壓時會(hui) 發生收縮,在被拉伸時會(hui) 發生擴張。據介紹,這類材料特別適合緩衝(chong) 裝置或者海綿,人們(men) 正在挖掘拉脹材的更多用途。
迄今為(wei) 止,拉脹性隻出現在人造材料中,在自然界裏非常罕見。而現在,劍橋大學的研究人員在胚胎幹細胞的細胞核中觀察到了拉脹性,這種細胞能夠分化成為(wei) 任何類型的細胞。
領導這項研究的Dr Kevin Chalut說:“這是一個(ge) 匪夷所思的發現,令我們(men) 非常意外。我們(men) 看到,在幹分化為(wei) 特定細胞類型時,它的細胞核表現出了拉脹性,允許幹細胞像海綿一樣從(cong) 周圍吸收必要的材料。據我所知,這還是在細胞水平上觀察到類似現象,這在自然界中非同尋常。”
研究人員發現,隻有當幹細胞處於(yu) 分化過程中時,細胞核才表現出拉脹性能。胚胎幹細胞通過這一過程轉變為(wei) 組織特異性的細胞,例如心髒組織的細胞。
Dr Chalut及其同事在幹細胞的分化過程中,用染料處理了細胞核周圍的液體(ti) ——細胞質。隨後,他們(men) 對細胞核進行拉伸,結果發現此時的細胞核吸收了周圍的染料。這說明拉伸使細胞核擴張成為(wei) 了多孔結構,這也許是為(wei) 了從(cong) 細胞質或環境中吸收分子,幫助幹細胞進行分化。
對於(yu) 材料科學家和工程師們(men) 來說,拉脹材料具有非凡的吸引力。而這項研究暗示了一個(ge) 拉脹材料的新途徑。目前,絕大多數拉脹材料是高度有序的,比如拉脹性蜂窩結構等。不過也存在一些無序拉脹材料的例子,例如將揉成一團的紙球拉開時,紙球的周長會(hui) 發生擴張。這項研究顯示,在分化過程中,幹的核也是一種無序的拉脹材料。
“自然界中有許多值得我們(men) 學習(xi) 的東(dong) 西,”Dr Chalut補充道。“人們(men) 已經深入開發了拉脹性帶來的*吸收能力,但拉脹材料仍然非常少見,其方式也有待於(yu) 進一步改進。為(wei) 此,材料科學家們(men) 可以向大自然學習(xi) 。理解自然形成的拉脹性,可以引導人們(men) 找到拉脹材料的新途徑,將這些材料廣泛應用於(yu) 日常生活。”
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