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细胞摇摆在他们的DNA中

发表于 2018-02-05

在一项新的PLOS ONE研究中,京都大学生物研究所的科学家们已经表明,某些“机械敏感性”基因在受到可听见的声音时被抑制。此外,这些效应取决于细胞类型,其中一些不显示任何敏感性。


细胞是生命的基本单位,配备了各种环境识别系统。除了化学信号之类的物质之外,他们还可以识别和响应压力,重力,温度和光线。例如,阅读这个句子的眼睛里的细胞配备了专门用于处理光的系统。


该研究的主要作者Masahiro Kumeta解释说:“对这些特殊细胞进行了大量的研究,但没有人研究细胞对可听声音的反应。“声音可以说是我们收到的最重要和无处不在的环境信息,所以提出了一个问题 - 细胞是否能识别声音?


该小组通过将各种细胞类型暴露于不同的声音并进行基因表达分析来进行他们的实验,随着时间的推移进行基因表达分析,聚焦于已知对物理刺激作出反应的基因。


Kumeta继续说:“我们检查的一个这样的基因有助于骨形成,并且已知其被低强度超声脉冲上调。“其他基因与伤口愈合和细胞外基质有关。”


将一系列细胞置于装有全频扬声器的培养箱中。经过几个小时的特定频率的声音,分析目标基因的表达水平。


研究小组发现,这些机械敏感基因在接触1到2小时内被抑制达40%。而且,基因被抑制后,效果至少保持了四个小时。


响应还取决于波形和分贝水平。当将细胞暴露于方波或三角波时,在任何测试的频率上,与正弦波相比,基因抑制效果不明显。此外,有些基因在高分贝时没有表现出复合抑制,而有些基因甚至进一步降低。Kumeta说这表明声音刺激在细胞中引起不同的反应。


结果还表明这种刺激根据细胞类型影响细胞不同。最终成为骨骼或骨骼肌的细胞表现出最大的抑制,而已经分化的细胞几乎没有响应。


“我们的研究发现,可听见的声音刺激导致特定的遗传反应,”队长Shige H Yoshimura补充说。“这些数据还表明,至少有两种机制:转录控制和RNA降解,两者都是控制细胞中蛋白质产生的关键因素。”


该小组正在计划继续测试他们的假设,以及寻找其他受到影响的基因,例如可能已经被音频刺激上调的基因。


Kumeta继续说:“使用不同声音,细胞和实验装置的进一步研究肯定会揭示更多这种新颖的生命和声音之间的关系。


Yoshimura总结说:“除了细胞水平外,我们还将关注组织和机体水平的影响,以调查生物系统中声音响应的生物学意义。”

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