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干细胞核的奇特性质

点击次数:1030 更新时间:2016-04-29

  剑桥大学的科学家们发现,干细胞的核拥有匪夷所思的奇特性能,即细胞水平上的拉胀性。拉胀性(auxeticity)被广泛用于隔音材料、高吸水性海绵和防弹衣的。

  绝大多数材料在被拉伸时都会发生收缩。举例来说,当我们拉橡皮筋的时候,它自己会变得更细。与此相反的是,积压一个材料会使其发生扩张。例如,如果我们用两只手挤压网球,球的周长就会变得更大。

  不过,材料科学家们已经开发出了*的拉胀性材料。这些材料在受到挤压时会发生收缩,在被拉伸时会发生扩张。据介绍,这类材料特别适合缓冲装置或者海绵,人们正在挖掘拉胀材的更多用途。

  迄今为止,拉胀性只出现在人造材料中,在自然界里非常罕见。而现在,剑桥大学的研究人员在胚胎干细胞的细胞核中观察到了拉胀性,这种细胞能够分化成为任何类型的细胞。

  领导这项研究的Dr Kevin Chalut说:“这是一个匪夷所思的发现,令我们非常意外。我们看到,在干细胞分化为特定细胞类型时,它的细胞核表现出了拉胀性,允许干细胞像海绵一样从周围吸收必要的材料。据我所知,这还是在细胞水平上观察到类似现象,这在自然界中非同寻常。”

  研究人员发现,只有当干细胞处于分化过程中时,细胞核才表现出拉胀性能。胚胎干细胞通过这一过程转变为组织特异性的细胞,例如心脏组织的细胞。

  Dr Chalut及其同事在干细胞的分化过程中,用染料处理了细胞核周围的液体——细胞质。随后,他们对细胞核进行拉伸,结果发现此时的细胞核吸收了周围的染料。这说明拉伸使细胞核扩张成为了多孔结构,这也许是为了从细胞质或环境中吸收分子,帮助干细胞进行分化。

  对于材料科学家和工程师们来说,拉胀材料具有非凡的吸引力。而这项研究暗示了一个拉胀材料的新途径。目前,绝大多数拉胀材料是高度有序的,比如拉胀性蜂窝结构等。不过也存在一些无序拉胀材料的例子,例如将揉成一团的纸球拉开时,纸球的周长会发生扩张。这项研究显示,在分化过程中,干细胞的核也是一种无序的拉胀材料。

  “自然界中有许多值得我们学习的东西,”Dr Chalut补充道。“人们已经深入开发了拉胀性带来的*吸收能力,但拉胀材料仍然非常少见,其方式也有待于进一步改进。为此,材料科学家们可以向大自然学习。理解自然形成的拉胀性,可以引导人们找到拉胀材料的新途径,将这些材料广泛应用于日常生活。”

 

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