生物学助理教授薇姬·洛西克(Vicki Losick)承认,她渴望改变世界。
“我想让’多倍体’成为一个家喻户晓的词,”洛西克在她实验室隔壁的希金斯大厅办公室说,她和她的团队是研究细胞现象治疗方面的领先研究人员之一,她说应该像干细胞一样熟悉。
首先,多倍体是一种生物体细胞具有多对染色体的情况。人类和大多数物种都是二倍体:它们有两套完整的染色体,父母各一条。大多数植物是多倍体,细胞一次又一次地复制。例如,多倍体可以使草莓变肥。蓝莓、香蕉和大多数其他水果也是如此。
在人类中,多倍体不受控制的细胞复制最初被视为癌症生长的危险因素。但Losick和其他人发现,人体含有的多倍体细胞比最初理解的要多。例如,多倍体细胞可能占成人心脏的80%。
Losick的研究发现,多倍体细胞在伤口愈合中起着至关重要的作用,她认为多倍体与干细胞处于同一水平,干细胞彻底改变了生命科学和医疗保健的许多方面。
洛西克想听听这个词——这个词是希腊语中“许多”和“褶皱”的德语衍生词,由美国总统说出,晚间新闻主播说。
“每个人都应该知道什么是多倍体,”她说。“作为一名研究人员,我的目标之一是教育公众。我认为每个人都应该知道这个词以及多倍体在他们生活中所扮演的角色。
在这个相对新兴的领域处于最前沿的科学家中,Losick 在《 发展》、《 遗传学趋势》和 《伤口护理进展 》杂志上发表了她的研究结果,她的实验室的发现有助于揭示“伤口诱导的多倍体化”或 WIP 的机制。去年五月,她帮助组织了“生命之树上的多倍体”科学会议。
正如去年发表在《 科学 》杂志上的一份报告所指出的那样,Losick和她的同事们已经颠覆了以前关于多倍体的假设。“可以肯定的是,多倍体细胞远非异常,而是生命应对受伤、疾病和敌对环境压力的主要机制之一,”这篇文章指出。
“作为一名研究人员,我的目标之一是教育公众。我认为每个人都应该知道这个词以及多倍体在他们生活中所扮演的角色。
Losick的研究已经确定了一种有助于控制果蝇多倍体的蛋白质。在哺乳动物中,它的等效分子被称为YAP1,是“yes1相关转录调节因子”的简写,文章解释说。科学家们知道,YAP1在帮助调节控制人体器官大小的基因方面发挥作用。在昆虫中,YAP1可以在伤口愈合中引发多倍体,然后在不成功时将其关闭。
洛西克说,她几乎是偶然发现了现在她研究的中心焦点。2008年,作为卡内基科学研究所的博士后研究员,她将自己作为微生物学家的专长集中在干细胞上。
但是,当她和其他人研究果蝇的伤口如何愈合时,她注意到伤口周围有不寻常的细胞。它们不是干细胞,而是更大的细胞,结果发现它们被塞满了基因组的多个拷贝,但又停止产生新的细胞。
“当我们观察组织时,很明显它们没有分裂,”Losick说。“我们看到这些巨细胞正在形成。正常情况下,细胞分裂成与以前相同的细胞。但这些不是通过细胞分裂再生的。细胞越来越大,可以治愈伤口。
使用果蝇模型,Losick 发现伤口愈合有多种途径。除了通过细胞分裂再生的典型反应外,她和她的同事们还发现,细胞也可以通过刺激现有细胞通过成为多倍体来增加大小来替换,他们称之为伤口诱导的多倍体化。
目前尚不清楚的是,为什么在受伤、衰老和疾病等压力条件下,多倍体细胞经常出现?多倍体细胞在这些应激反应中如何发挥作用?
“我们正试图了解哪些压力信号刺激多倍体细胞出现,所以有一天我们可以在它们为我们的组织做一些好事时促进它们,或者在它们做一些坏事(如引起疾病)时抑制它们,”Losick说。“但我们需要知道这些细胞在生理上如何影响器官:它是否运作良好,或者长期这些细胞是否会导致功能障碍?”
Losick的工作得到了美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的支持,她说,果蝇模型的设施使她能够将本科生纳入她的研究。
“我现在实验室里有五个本科生。看到他们有所发现,并知道有一天有人会用它来治愈眼睛、肾脏或肝脏,这真是令人兴奋。我们不会在实验室里这样做,但我们可以做出根本性的发现,这些发现将继续造福人类。
这些学生可以走出去,帮助使多倍体成为家喻户晓的词。
“我们希望人们知道它是什么,以及为什么他们应该关心它。我们想让它成为下一个“它”词。这样,人们就可以理解为什么这如此重要。
新闻旨在传播有益信息,英文版原文来自https://www.bc.edu/content/bc-web/sites/bc-news/articles/2024/spring/polyploid-cells-and-wound-healing.html