細胞分裂可不需 DNA 複製?!中研院發現「無合成分裂」模式顛覆教科書

中研院陳振輝團隊在研究斑馬魚發育時,意外發現另一種獨特的細胞分裂方式,其分裂過程不需要進行遺傳物質( DNA )複製,因此命名為「無合成分裂」,於今年4月登上知名國際期刊「自然」( Nature ),並獲專文推薦。
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Photo Credit: 中央研究院新聞稿 
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本篇來自合作媒體中央社, INSIDE 經授權轉載。

(封面圖說:透過多顏色活細胞標誌Palmskin,產生上百種不同顏色來標誌不同的表皮細胞,即時、高解析度追蹤斑馬魚體表所有皮膚細胞的動態行為。)

中央研究院助研究員陳振輝團隊以斑馬魚為研究對象,發現「無合成分裂」細胞分裂模式,顛覆過去 180 年來只有 2 種細胞分裂模式的觀念,研究成果登國際期刊 Nature 並獲專文推薦。

中研院今天舉辦「顛覆過去發現!中研院團隊首揭細胞無合成分裂 登上《Nature》期刊」記者會。

中研院細胞與個體生物學研究所助研究員陳振輝團隊在研究斑馬魚發育時,意外發現另一種獨特的細胞分裂方式,其分裂過程不需要進行遺傳物質( DNA )複製,因此命名為「無合成分裂」,於今年4月登上知名國際期刊「自然」( Nature ),並獲專文推薦。

中研院說明,德國植物學家馮莫爾( Hugo von Mohl )在 1835 年首次觀察到細胞分裂後,過去 180 年來,大家只知道兩種細胞分裂方式為「有絲分裂」、「減數分裂」,透過製造新的細胞,讓生物體的發育、生長與繁殖成為可能。

陳振輝團隊以斑馬魚為研究對象,長期深入探索生物再生過程的細胞和分子機制;意外發現,當斑馬魚在個體發育的特定階段,最表層的皮膚細胞,原被認為不會分裂增生的體細胞,其單一母細胞竟然可以分裂 2 次,共產生 4 個子細胞,且這些子細胞皆不具有完整的母細胞 DNA。

研究團隊利用一個數學幾何模型作為基礎,並與中研院化學研究所研究員許昭萍及研究人員顏清哲跨領域合作,進行細胞體積變化的定量分析,發現斑馬魚單一表皮細胞經過兩次「無合成分裂」之後,整體的表面積可增加 6 成。

陳振輝說明,由於斑馬魚幼魚在特定的發育階段長得很快,體表面積需要快速增加;這種分裂方式能讓表皮細胞在資源有限的情況下,能有彈性地快速延展,使生物個體有效率地增加體表局部面積,以維持表皮細胞穩定的覆蓋率,為斑馬魚幼魚在特定發育階段所利用的應急策略。

陳振輝回憶,此篇論文投稿時間已經是 109 年底的事,由於顛覆大家過去對於細胞分裂的認識,初期就收到很多審查意見,「但不只審稿人有意見,我們自己也想知道是否還有其他可能的解釋」。

陳振輝說,一開始,團隊原本只想觀察表皮細胞如何移動或脫落,沒想到卻看到此獨特現象,還以為會不會是研究工具出了錯,「怎麼跟教科書教的完全不同」,重複做了多次對照實驗。

團隊表示,目前對「無合成分裂」的了解尚在初步階段。由於斑馬魚是脊椎動物,也是科學家研究個體發育、再生反應及人類疾病常用的模式生物,預測此一新型的細胞分裂方式,或許不只限於斑馬魚體表的表皮細胞,仍有待更多研究探索。

責任編輯:湯皓茹

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一圖看懂微電腦瓦斯表:三大安全遮斷功能,守護居家安全「不漏氣」

相較於傳統機械式瓦斯表,新型的微電腦瓦斯表可以主動偵測異常情況,在漏氣、超時使用、五級以上地震發生時,自動遮斷瓦斯,以防瓦斯外漏所造成的氣爆、火災等危害,強化居家安全的守護。
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你收過瓦斯公司寄來說明可換裝微電腦瓦斯表的通知單嗎?自從 2011 年天然氣事業法通過之後,政府便開始推廣微電腦瓦斯表,屆齡換裝微電腦瓦斯表完全免費,每個月也只要多 40 元的基本費,就可以享受微電腦瓦斯表所帶來的安全保障。和傳統瓦斯表相比,微電腦瓦斯表增加了精密微電腦晶片、感震器、壓力開關、緊急遮斷閥等零組件,在偵測到漏氣、超時使用、大地震時,便會進行自動遮斷功能。這些功能對你我的居家安全有什麼保障?一起來搞懂吧!

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三大安全遮斷-漏氣遮斷

瓦斯管線會因為風吹雨淋日曬、被老鼠嚙咬等原因,而慢慢老化破裂;再加上台灣地震頻繁,也是導致瓦斯管線鬆脫漏氣的原因之一。一般來說,我們可以透過發現家中瓦斯的使用量異常增加,或者是聞到瓦斯特有的臭味,來注意到瓦斯有漏氣的情況。可是,現代家庭的瓦斯管線往往鋪設在室外,又或者大量漏氣的時候沒人在家、或正在其他房間休息,可能不會發現這個危險警訊。

微電腦瓦斯表可以偵測到瓦斯漏氣的問題,並且自動進行「漏氣遮斷」,在第一時間阻止易燃的瓦斯洩漏,以免在不知情的狀況下浪費瓦斯,甚至造成嚴重災禍,全家人每天都能安心生活。

三大安全遮斷-超時遮斷

想必很多人都有急著出門,然後突然想不起自己到底有沒有把爐火關掉的經驗吧?這種不踏實的心情,在忙得抽不開身的時候,特別讓人覺得難受。大家可能也聽說過,家中長輩開了瓦斯爐燒水泡茶,結果朋友打電話來聊天,講著講著就忘記瓦斯爐的火還開著,如果爐火一直燒下去,可能真的會導致一發不可收拾的憾事。

微電腦瓦斯表可以偵測瓦斯的使用量與時間的關係,開大火的話,用氣的時間會縮短;開小火的時候,時間就會相對拉長。這個功能可以在家人使用瓦斯,但忘了關火時,自動判斷是不是應該要啟動「超時遮斷」的功能。

三大安全遮斷-地震遮斷

發生五級以上的地震時,如果正好在使用瓦斯,微電腦瓦斯表就會馬上停止供氣,這就是「地震遮斷」功能。說到地震,其實和微電腦瓦斯表的發明及推廣有著非常密切的連結。日本早在 1987 年就開始推廣使用微電腦瓦斯表,因為有這項設備,所以不管是 1995 年的阪神大地震,或者 2011 年的 311 大地震,都因為「地震遮斷」發揮作用,才不至於因為瓦斯而引起更多事故。

同樣位於地震帶上的台灣,我們向來十分在乎房屋的結構和材料是否防震,如果能更進一步裝設微電腦瓦斯表,在地震發生時發揮作用,自動遮斷瓦斯,就能防止因為設備損壞所造成的瓦斯外洩以及氣爆、火災等事故。

微電腦瓦斯表在日本目前已有將近 100% 之普及率。在台灣,目前的年度裝置率則從 2014 年的 8.43%,提升至 2022 年第 2 季的 48%。所謂多一份用心,就是多一份保障。在我們小心用氣、用火的同時,再加上微電腦瓦斯表的主動防護,家人的生命安全和財產保障,就更加完整了!

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