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2016年2月6日

顧小培 康和健

細胞的基本功

身體最基本的生和長,發生在細胞的層面。若問細胞:「你為什麼生在世上?」它會答說:「做一日細胞,發揮一日功能;最終複製自己,傳承下去。」對嗎?大體上對,但不盡然。

以絕大部分細胞而言,像是天生各有「承諾」,最終它會啟動一個「分裂」的決定。這個分裂,可以帶來複製、增生。但事實上, 亦有很多細胞不會急着分裂。因而可見的是,心、肝、脾、肺、腎等,不會愈來愈大。

談及「分裂」,須解釋一個叫「細胞輪」(Cell Cycle)的現象。在一般情況中,細胞安於現狀,並不「心思思」分裂。其時,我們形容它處於一個叫G-0(Growth Zero)的狀態。一旦細胞「想」一分為二,它就會進入「細胞輪」。

「細胞輪」包括4個階段:G1,細胞漸趨成熟;S,細胞複製它體內整套DNA遺傳物質;G2,細胞部署分裂;M,細胞一分為二。

在上世紀七十年代,一位叫Arthur Pardee的美國學者做了一個很有趣的實驗。他用極高速離心機(Ultra Centrifuge),把(分別是)處於G1、S、G2和M各階段細胞中的「細胞核」分離出來。之後,把那個本屬G1狀態的細胞核,「塞入」S、G2和M狀態細胞的細胞質內。竟馬上令S的細胞質動員起來,趨向分裂。那是為什麼?

原來,G1狀態的細胞中含有一個叫「輪蛋白激酶」(Cyclin Dependent Kinase,CDK)酵素。不過,CDK一向被一個叫CDKI的蛋白質「鎖」着。在後者中的I乃是指Inhibitor,有「抑制」之效。一旦CDKI被廢掉,CDK便會激活一個「輪蛋白」(Cyclin),之後細胞循次進入S、G2、M階段。

在什麼情況下,CDKI會被廢掉?理論上,廢掉CDKI的機制,可以是在基因的層面發生,換言之,具體操作在於阻止細胞製造CDKI。另一方面,也可以在功能的層面發生,也就是,在於將CDKI的功能廢掉。到底哪一個才對?答案是:在基因的層面。

 

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