趨化性 (chemotaxis) 機制

個體細胞能夠在我們體內移動的範圍非常廣泛,科學家們近期發起了一個研究,他們建立了一個很像卡通的實驗來搞清楚細胞它們到底是如何從我們諾大的身體當中知道去向的。我們身體結構複雜,各種管道有如迷宮一樣,身體細胞、細菌或單細胞生物會依靠環境中的化學物質移動,在微生物學裡稱為趨化性 (chemotaxis) 機制,細胞趨化性讓牠們可以根據周邊環境的化學標記幫助辨識位置,精子細胞、白血球細胞,甚至是癌細胞都分別以此機制尋找相應目標。

白血球細胞會釋放化學引誘劑

科學家認為細胞會被某些化學物質吸引,而被其他化學物質排斥。根據Phys.org的報導,抗感染的白血球細胞會被在人體受傷的地方附近釋放的化學引誘劑來吸引同伴們注意。為了瞭解細胞是如何在比它們體積大這麼多的空間中漫遊,因此科學家們把它們放在裝滿化學引誘劑的小迷宮當中進行測試。

格拉斯哥大學的科學家們將阿米巴變形蟲和胰腺細胞置於手套中進行測試,並最終證實了他們的假設,阿米巴變形蟲在化學趨化性機制下,透過偵測化學物腺苷酸 (adenosine monophosphate) 引誘劑濃度最大的情況下將自己控制在某個方向,以此來確定它們來自哪個方向,直到找到出口為止。細胞生物學教授 Robert Insall 解釋,阿米巴變形蟲可以分解在它面前的化學物,由此可知悉到迷宮哪一條路可通往出口,哪一條路是死路。

阿米巴變形蟲逃出簡單的迷宮

週五發表在《科學》(Science)雜誌上的這項研究表示,這兩種類型的細胞都以一種怪異的能力破解了迷宮。

在很大程度上,阿米巴變形蟲和稍小程度上的癌細胞僅擅長於簡單的迷宮,團隊讓阿米巴變形蟲在只有 10–40 微米 (micron) 、難度不一的迷宮走動,而阿米巴變形蟲最快在 30 分鐘內走完迷宮,最慢的則花上 2 小時。不過阿米巴變形蟲無法完成難度高的仿製塔奎爾莊園迷宮,到後面有許多細胞會經常迷路,因為領先的那些細胞早已經吞噬了引導它們前進的化學引誘劑,團隊表示細胞移動機制遠比我們想像中更為複雜。

圖片來源:phys

資料來源:DAN ROBITZSKI(2020,AUGUST 28).RESEARCHERS FORCED LIVING CELLS TO NAVIGATE TINY MAZES. Futurism

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