Nature：細胞分裂的真相是什么？

　　同一類細胞總是差不多大的，那么細胞如何控制自己的大小呢？杜克大學的科學家們找到了其中的原因。他們發現，細胞在分裂之前能長多大，取決于細胞的初始大小。這項研究發表在六月三日的Nature雜志上。

　　之前有研究認為，細胞在分裂成兩個子細胞之前總是增加等量的內容物，伴隨一些隨機波動。而這項研究得出了完全不同的結論。

　　細胞在分裂前做準備，其實就跟大學生要畢業一樣。大學生沒準備好可能要五六年才能畢業，而細胞沒準備好就需要更長時間來生長，這篇文章的通訊作者Lingchong You博士說。You博士早年畢業于中國科技大學，后來在Wisconsin大學獲得博士學位，現在是Duke大學生物醫學工程副教授。

　　研究人員給質粒基因標記上不同的熒光，然后在細胞分裂過程中進行觀察，結果發現了令人無法理解的振蕩。“在大約30%的細胞中，熒光標記的表達出現了振蕩，”You說。“而這些基因并沒有受到調控，這令我們非常驚訝也相當困惑。”

　　為了分析單個細胞的分裂模式，研究人員使用了加州大學Suckjoon Jun發明的設備。這個裝置將單個細胞（大腸桿菌E. coli）放在微小管子的封閉端。隨著細胞生長和分裂，子細胞在管子里一個個堆疊起來，最終被營養物質流帶走。

　　研究人員通過這一裝置觀察了數百個細胞的幾十代分裂，這是觀察到上述振蕩的關鍵。“研究細胞群體是看不到這種振蕩的，”You解釋道。“這些振蕩的周期并不相同而且跨越幾代，在這種情況下單細胞分析顯得特別重要。”

　　研究人員在追溯上述遺傳學振蕩時意外發現，好幾代細胞的初始大小也存在振蕩。他們對不同生長數據進行了分析，比如細胞分裂時的大小、生長速度和分裂時間。研究顯示，細胞初始大小決定它在開始分裂前增加多少內容物（biomass），這是一個異常簡單的線性關系。

　　隨后，研究人員通過計算機建模檢驗了自己的發現。他們通過上述線性關系和隨機波動，成功再現了真實細胞系中的細胞大小振蕩。雖然目前還不清楚細胞如何根據初始大小決定自己的生長時間，但他們的計算機模型非常符合實驗數據。

　　“之前有兩項研究提出了增量模型（adder model或incremental model），認為細胞在分裂時平均增加定量的內容物，這兩項研究也發表在高影響因子的期刊上，”You說。“但我們在數據中看不到這一點。”