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Science:细胞如何辨识迷宫并长距离穿越人体

据一项新的研究披露,细胞特别擅长于解决迷宫问题;该研究证明了细胞可利用自生的化学趋化梯度而能在人体中长程穿越复杂的路径。

一对视频展示了细胞的这些能力,它们显示了细胞正在穿行重新诠释的伦敦附近著名的汉普顿宫树篱迷宫。细胞可在一种名为趋化的过程中利用具吸引力的化学物质梯度在组织中穿行。然而,简单的趋化仅能提供短程引导。但是,有些细胞会在人体的胚胎发生、神经发育、癌症转移和炎症性免疫反应过程中穿行相对遥远的距离。人们不甚了解这些细胞如何能在复杂的生物环境中确地知晓其所去之处的相关机制。

通过将计算模型与活细胞实验相结合,Luke Tweedy和同事对细胞如何在复杂和分支的路径中穿行整个人体而不迷路进行了描述。Tweedy等人创建了小型的微流体迷宫,观察了活的盘基网柄菌(这是一种土壤变形虫)如何应对这些迷宫。

作者发现,当细胞使用“自生趋化”以创建其引诱剂梯度时,它们的穿行功能佳,该梯度使细胞可以获得大量有关其周围环境的信息。通过分解局部的化学引诱剂梯度,细胞可以知晓某新型引诱剂向周围区域的弥撒,使它们能“看清”拐角周围,甚或能准确地预判分支结点处的正确路径。Tweedy等人断定,这些自生梯度对许多长程细胞过程至关重要,其中包括炎症和生殖细胞迁移

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