細胞通信根源在其力

唐一塵

數以億計的細胞是如何通信來完成任務的？一項新研究發現，細胞通過運動對周圍環境施加壓力——在此過程中，它們進行了交流。相關論文近日刊登于《自然—材料》。

研究人員表示，細胞作為一個團隊來滲透其周圍的環境，進行傷口愈合和類似工作。細胞能感覺到周圍環境的堅硬或柔軟，這有助于它們聯系和組織集體行動。但是，當細胞間的連接被打亂時，就會出現一種與癌癥發生時類似的情況。

丹麥哥本哈根大學助理教授Amin Doostmohammadi與法國、澳大利亞和新加坡等國的生物物理學家合作，利用計算機建模和生物實驗，在一個跨學科項目中研究了細胞運動和連接的力學。

Doostmohammadi解釋說：“我們需要了解細胞是如何在單個細胞水平上將這種‘感知的知識轉化為集體水平上的行動的。這在生物學上仍然是一個黑箱——細胞如何與它們的鄰居交談，進而作為一個集體行為？”

單個細胞有一種收縮運動模式：它們拉動所在的表面，使自己向前移動。當收縮細胞與鄰近細胞接觸時，收縮細胞能夠轉變為伸縮細胞。例如，當收縮細胞感覺到空洞時，比如傷口，它們就會放松細胞間的聯系，變得更加獨立，當愈合傷口時，它們又會與相鄰的細胞形成牢固的聯系，變得可伸展，也就是縮小縫隙。

細胞如何“決定”何時從一種形態轉變為另一種形態呢？細胞中的許多蛋白質都參與了這一過程。這項研究的關鍵發現是，這種對環境的反應是不斷變化的：細胞—環境和細胞—細胞之間存在著不斷的相互作用，這決定了細胞的行動和反應。

研究人員表示，這項研究讓我們更接近了解細胞行為的基本機制，即當細胞從正常行為轉變為侵略性的癌癥類型的細胞行為。所以，這項研究提出了一個問題是，相關治療能否以細胞機制為目標，而不是以細胞的DNA或化學成分為目標。