细胞死亡是生物维持组织稳态、发育器官和抵御侵染的基本策略之一。其中，细胞坏死是以细胞肿胀和质膜破裂为标志特征的一种死亡形式。坏死曾长期被视为由严重外部刺激导致的不可控事件。然而，近年研究表明，它可以是受到调控的程序化过程，因而引发广泛研究兴趣。当前研究多聚焦于调控坏死的生化信号通路，而相应的生物物理变化，尤其是细胞核内的变化，仍不清楚。鉴于细胞核以染色质的形式存储基因组，理解核内染色质动力学的演化对认知坏死调控具有重要意义。

　　近期，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心软物质物理实验室SM1组和北京师范大学系统科学学院李辉教授团队合作，通过对端粒的单颗粒追踪技术和对全局染色质的粒子图像测速方法，研究了细胞坏死过程中染色质动力学的时空演化特征及其潜在的物理调控机制。结果表明，在细胞坏死过程中，染色质运动速度先减小，后增大，具有独特的双态演化规律；而染色质运动在核中央和核周区域之间的速度差异则是先增大，后减小，反映了细胞核空间结构的程序性演变。通过系统考察ATP、细胞骨架和核体积对染色质动力学演化的影响，他们发现染色质的前期减速过程直接受细胞骨架网络的调控，后期加速则是核膨胀和DNA断裂的联合效应。

　　这些发现加深了人们对细胞坏死的认知，强调了其程序性演化特征，揭示了细胞骨架的作用，为细胞死亡过程的力学调控提供了重要线索。

　　该工作以“Mechanically Regulated Biphasic Chromatin Dynamics during Cellular Necrosis”为题发表于Journal of Physical Chemistry Letters，并被选为其增刊封面。物理所的窦硕星研究员和北师大的李辉教授为共同通讯作者，物理所博士生魏坦琳为第一作者。研究得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费和中国科学院的支持。

　　原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.5c02729

图 细胞坏死过程中染色质动力学的双态演化及其力学调控