一個(gè)丹麥研究小組通過(guò)他們的新研究增加了世界對(duì)細(xì)胞如何利用被稱為絲狀體的章魚狀觸角在我們體內(nèi)移動(dòng)的理解。而有關(guān)細(xì)胞如何移動(dòng)的發(fā)現(xiàn)從未被解決過(guò)。這項(xiàng)研究于今日發(fā)表在著名期刊《Nature Communications》上。

尼爾斯-玻爾研究所實(shí)驗(yàn)生物物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Poul Martin Bendix副教授解釋道：“雖然細(xì)胞沒(méi)有眼睛或嗅覺(jué)，但它的表面配備了超薄的絲狀體，這類似于纏繞的章魚觸角。這些絲狀體幫助細(xì)胞向細(xì)菌移動(dòng)，并同時(shí)作為感覺(jué)器識(shí)別細(xì)菌為獵物?！?/p>

這一發(fā)現(xiàn)并不是說(shuō)絲狀體是一種感覺(jué)裝置，而是關(guān)于它們?nèi)绾涡D(zhuǎn)和機(jī)械行為，這有助于細(xì)胞的移動(dòng)，如當(dāng)癌細(xì)胞侵入新組織時(shí)。

“顯然，我們的結(jié)果對(duì)癌癥研究者來(lái)說(shuō)是有意義的。癌細(xì)胞因其具有高度侵入性而受到關(guān)注。而且我們有理由相信，在檢查它們的周圍環(huán)境和促進(jìn)它們的擴(kuò)散方面，它們特別依賴于其絲狀體的功效。因此，可以想象，通過(guò)找到抑制癌細(xì)胞絲狀體的方法可以阻止癌癥的生長(zhǎng)，”Poul Martin Bendix副教授說(shuō)道。

為此，丹麥癌癥協(xié)會(huì)研究中心的研究人員是這一發(fā)現(xiàn)背后的團(tuán)隊(duì)的一部分。除其他事項(xiàng)外，癌癥研究人員還對(duì)關(guān)閉某些蛋白質(zhì)的生產(chǎn)是否能抑制運(yùn)輸機(jī)制感興趣，而這些機(jī)制對(duì)癌細(xì)胞的絲狀體非常重要。

細(xì)胞的引擎和切割炬

根據(jù)Poul Martin Bendix的說(shuō)法，絲狀體的機(jī)械功能可以比作橡皮筋。橡皮筋如果沒(méi)有被扭曲就沒(méi)有力量。但如果你扭轉(zhuǎn)它，它就會(huì)收縮。這種扭動(dòng)和收縮的組合有助于細(xì)胞的定向移動(dòng)并使絲狀體非常靈活。

這項(xiàng)研究的論文首席作者Natascha Leijnse自出：“它們能夠彎曲--扭曲，如果你愿意的話--使它們能探索細(xì)胞周圍的整個(gè)空間，而且它們甚至能夠穿透其環(huán)境中的組織?！?/p>

丹麥研究人員發(fā)現(xiàn)的機(jī)制似乎存在于所有的活細(xì)胞中。除了癌細(xì)胞，研究絲狀體在其他類型細(xì)胞如胚胎干細(xì)胞和腦細(xì)胞中的重要性也非常有意義，它們的發(fā)育高度依賴絲狀體。

用世界上最好的鑷子研究細(xì)胞

該項(xiàng)目涉及尼爾斯-玻爾研究所的跨學(xué)科合作，其中副教授Amin Doostmohammadi領(lǐng)導(dǎo)著一個(gè)模擬生物活性材料的研究小組，他在絲狀體行為的建模方面做出了貢獻(xiàn)。

Poul Martin Bendix表示：“非常有趣的是，Amin Doostmohammadi能夠模擬我們通過(guò)顯微鏡看到的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，完全獨(dú)立于化學(xué)和生物細(xì)節(jié)?！?/p>

而該團(tuán)隊(duì)成功地成為第一個(gè)描述絲狀體機(jī)械行為的主要原因是，NBI擁有用于這種類型實(shí)驗(yàn)的獨(dú)特設(shè)備以及擁有巨大的光學(xué)鑷子工作經(jīng)驗(yàn)的熟練研究人員。當(dāng)一個(gè)物體特別小的時(shí)候，機(jī)械地抓住它是不可能的。然而，它可以使用一束激光來(lái)保持和移動(dòng)，其波長(zhǎng)則跟被研究的物體仔細(xì)校準(zhǔn)。據(jù)悉，這些被稱為光學(xué)鑷子。

“在NBI，我們有一些世界上最好的光學(xué)鑷子用于生物力學(xué)研究。實(shí)驗(yàn)需要使用幾個(gè)光學(xué)鑷子并同時(shí)部署超細(xì)顯微鏡，"Poul Martin Bendix說(shuō)道。