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「細胞分裂」?「減數分裂」? 生物竟然還有一種全新的選擇?!

名師告訴你
2022/08/22

回想人體生長發育的歷程,我們的父、母親利用他們體內所形成的精子與卵子,相互結合形成了單一個細胞的受精卵,隨著時間不斷成長,直到長成一個具有將近37兆個細胞的成人,這整個過程,都涉及到一項重要的機制,那就是細胞的「分裂」,從西元1835年德國植物學家馮莫爾(Hugo von Mohl)觀察到細胞分裂的現象後,科學家們透過研究,將細胞的分裂明確的分成兩大類型,分別為「細胞分裂」與「減數分裂」,其中的細胞分裂被用於人體的生長、組織的修補,而減數分裂則被用於精子及卵子的形成,但不論哪一種分裂方式,都有一個非常重要的步驟,那就是「遺傳物質的複製」。想像一下如果你手上只有一條麵包,但卻想要分給兩個人,該怎麼辦呢?如果直接把麵包分一半,這樣可能兩個人都吃不飽,所以最好的狀況是有兩條麵包對吧?因此細胞在進行分裂時,會將遺傳物質給複製一份(讓一條麵包變兩條麵包),這樣才能平均分配給兩個細胞,而這樣的基本原理也成為國中生物課程中重要的學習概念。

細胞分裂

關於無合成分裂

但就在今年四月的時候,台灣的研究重鎮中央研究院發表了一項斑馬魚表皮細胞的研究成果,並發表在知名國際期刊《Nature》上,徹底的顛覆了這項180年以來根深蒂固的生物學概念,那就是除了細胞分裂跟減數分裂之外,竟然還有一種全新的分裂方式,稱之為「無合成分裂 asynthetic fission」,就是單一個細胞竟然可以在沒有先複製遺傳物質的狀況下,直接分裂兩次,最多產生出四個子細胞。所以每一個子細胞都只有拿到部分的遺傳物質,但難道這樣不會發生問題嗎? 的確科學家有觀察到這些分裂出來的細胞有發生遺傳物質切分不完全或甚至是分裂失敗的狀況,但為什麼還是會有這種奇怪的無合成分裂呢? 科學家進一步的觀察這種無合成分裂的發生時機,結果發現在幼魚快速生長發育的時期出現的頻率來到最高峰,因此中央研究院的科學家便推論這種特殊的分裂方式應該是為了因應斑馬魚在快速生長發育期間需要快速增長的表皮覆蓋需求,算是一種所謂的「臨時方案」,感覺像是要在短時間內趕緊請大量的臨時工來協助建造房屋的基本鷹架,但等到時間過去,成長越來越穩定後,這些臨時生成的細胞就會慢慢被那些循正常細胞分裂途徑產生的表皮細胞所取代。

但目前對於無合成分裂的了解還相當有限,除了斑馬魚之外,是否還有更多生物也有採取這類型的分裂方式? 都成為未來科學家的研究重點,說不定在不久的將來,科學家還能夠應用這種無合成分裂的技術在醫學上,成為全新的治療方式呢?就讓我們一起期待未來更多的科學新知吧。

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