干細(xì)胞核的奇特性質(zhì)
劍橋大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，干細(xì)胞的核擁有匪夷所思的奇特性能，即細(xì)胞水平上的拉脹性。拉脹性（auxeticity）被廣泛用于隔音材料、高吸水性海綿和防彈衣的。
絕大多數(shù)材料在被拉伸時(shí)都會(huì)發(fā)生收縮。舉例來說，當(dāng)我們拉橡皮筋的時(shí)候，它自己會(huì)變得更細(xì)。與此相反的是，積壓一個(gè)材料會(huì)使其發(fā)生擴(kuò)張。例如，如果我們用兩只手?jǐn)D壓網(wǎng)球，球的周長(zhǎng)就會(huì)變得更大。
不過，材料科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出了*的拉脹性材料。這些材料在受到擠壓時(shí)會(huì)發(fā)生收縮，在被拉伸時(shí)會(huì)發(fā)生擴(kuò)張。據(jù)介紹，這類材料特別適合緩沖裝置或者海綿，人們正在挖掘拉脹材的更多用途。
迄今為止，拉脹性只出現(xiàn)在人造材料中，在自然界里非常罕見。而現(xiàn)在，劍橋大學(xué)的研究人員在胚胎干細(xì)胞的細(xì)胞核中觀察到了拉脹性，這種細(xì)胞能夠分化成為任何類型的細(xì)胞。
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的Dr Kevin Chalut說：“這是一個(gè)匪夷所思的發(fā)現(xiàn)，令我們非常意外。我們看到，在干細(xì)胞分化為特定細(xì)胞類型時(shí)，它的細(xì)胞核表現(xiàn)出了拉脹性，允許干細(xì)胞像海綿一樣從周圍吸收必要的材料。據(jù)我所知，這還是在細(xì)胞水平上觀察到類似現(xiàn)象，這在自然界中非同尋常。”
研究人員發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)干細(xì)胞處于分化過程中時(shí)，細(xì)胞核才表現(xiàn)出拉脹性能。胚胎干細(xì)胞通過這一過程轉(zhuǎn)變?yōu)榻M織特異性的細(xì)胞，例如心臟組織的細(xì)胞。
Dr Chalut及其同事在干細(xì)胞的分化過程中，用染料處理了細(xì)胞核周圍的液體——細(xì)胞質(zhì)。隨后，他們對(duì)細(xì)胞核進(jìn)行拉伸，結(jié)果發(fā)現(xiàn)此時(shí)的細(xì)胞核吸收了周圍的染料。這說明拉伸使細(xì)胞核擴(kuò)張成為了多孔結(jié)構(gòu)，這也許是為了從細(xì)胞質(zhì)或環(huán)境中吸收分子，幫助干細(xì)胞進(jìn)行分化。
對(duì)于材料科學(xué)家和工程師們來說，拉脹材料具有非凡的吸引力。而這項(xiàng)研究暗示了一個(gè)拉脹材料的新途徑。目前，絕大多數(shù)拉脹材料是高度有序的，比如拉脹性蜂窩結(jié)構(gòu)等。不過也存在一些無序拉脹材料的例子，例如將揉成一團(tuán)的紙球拉開時(shí)，紙球的周長(zhǎng)會(huì)發(fā)生擴(kuò)張。這項(xiàng)研究顯示，在分化過程中，干細(xì)胞的核也是一種無序的拉脹材料。
“自然界中有許多值得我們學(xué)習(xí)的東西，”Dr Chalut補(bǔ)充道。“人們已經(jīng)深入開發(fā)了拉脹性帶來的*吸收能力，但拉脹材料仍然非常少見，其方式也有待于進(jìn)一步改進(jìn)。為此，材料科學(xué)家們可以向大自然學(xué)習(xí)。理解自然形成的拉脹性，可以引導(dǎo)人們找到拉脹材料的新途徑，將這些材料廣泛應(yīng)用于日常生活。”
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