作者:唐一尘 来源:中国科学报 发布时间:2021/4/26 10:58:16
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细胞的力传递协调其集体运动

 

 混合细胞群自动将自己分成不同的区域:具有正常接触的伸展细胞(紫色),周围是细胞接触减弱的收缩细胞(绿色)。图片来源:Amin Doostmohammadi

数以亿计的细胞是如何通信来完成任务的?一项新研究发现,细胞通过运动对周围环境施加压力——在此过程中,它们进行了交流。相关论文近日刊登于《自然—材料》。

研究人员表示,细胞作为一个团队来渗透其周围的环境,进行伤口愈合和类似工作。细胞能感觉到周围环境的坚硬或柔软,这有助于它们联系和组织集体行动。但是,当细胞间的连接被打乱时,就会出现一种与癌症发生时类似的情况。

丹麦哥本哈根大学助理教授Amin Doostmohammadi与法国、澳大利亚和新加坡等国的生物物理学家合作,利用计算机建模和生物实验,在一个跨学科项目中研究了细胞运动和连接的力学。

Doostmohammadi解释说:“我们需要了解细胞是如何在单个细胞水平上将这种‘感知的知识’转化为集体水平上的行动的。这在生物学上仍然是一个黑箱——细胞如何与它们的邻居交谈,进而作为一个集体行为?”

单个细胞有一种收缩运动模式:它们拉动所在的表面,使自己向前移动。当收缩细胞与邻近细胞接触时,收缩细胞能够转变为伸缩细胞。例如,当收缩细胞感觉到空洞时,比如伤口,它们就会放松细胞间的联系,变得更加独立,当愈合伤口时,它们又会与相邻的细胞形成牢固的联系,变得可伸展,也就是缩小缝隙。

细胞如何“决定”何时从一种形态转变为另一种形态呢?细胞中的许多蛋白质都参与了这一过程。这项研究的关键发现是,这种对环境的反应是不断变化的:细胞—环境和细胞—细胞之间存在着不断的相互作用,这决定了细胞的行动和反应。

研究人员表示,这项研究让我们更接近了解细胞行为的基本机制,即当细胞从正常行为转变为侵略性的癌症类型的细胞行为。所以,这项研究提出了一个问题是,相关治疗能否以细胞机制为目标,而不是以细胞的DNA或化学成分为目标。

相关论文信息:http://dx.doi.org/10.1038/s41563-021-00974-9

 

 
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