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科学发现：细胞通过“波动”交流
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科学发现：细胞通过“波动”交流
图片来源：Pixabay
细胞通过昼夜不停地工作来传递、维持和控制生命的方方面面。正如人类一样，交流是它们成功的关键。
每个重要的生物学过程都需要细胞间通过某种形式来交流，交流的对象不仅有它们最近的邻居，也包括那些相距甚远的细胞。目前的理解是，这种信息交换依赖于信号分子的扩散或细胞间的传递。
在一篇发表于《发育细胞》（Developmental Cell）的论文中，京都大学医学研究生院的一个团队报道了一种依靠“机械-化学”信号来控制细胞运动的新交流方式。该团队聚焦于一条基本的通路——MAPK-ERK，或ERK通路，并由此解释了单个细胞的运动如何触发级联反应来造成细胞整体的位移。
图片来源：Pixabay
该研究的领导人Tsuyoshi Hirashima解释说：“细胞中的机械和生化信号是控制从内稳态、发育到疾病的任何过程的基础。”
“我们从过去的实验中知道ERK通路在细胞活动中的重要性，但它如何导致一群细胞繁殖的机制尚不清楚。”
MAPK/ERK非常基础，甚至存在于所有细胞中，控制着从生长、发育到最终死亡的一系列细胞行为。当细胞表面的受体蛋白与信号分子结合，这条通路就被激活，引发一系列蛋白级联和贯穿细胞内部的反应。
实时显像技术可以看到单个细胞内激活的ERK通路，该团队由此观察到了细胞运动的影响，他们发现了出人意料的结果：当细胞开始扩张自身时，ERK活性增加，导致细胞收缩。
Hirashima描述道：“细胞紧密相连地挤在一起，所以当一个细胞开始因ERK激活而收缩时，它会拉拽相邻的细胞。”随后导致周围的细胞开始扩张，激活ERK引起收缩，进而引发拔河般的集体运动。
“研究人员曾假设细胞在ERK激活时扩张，所以我们的结果来得很出人意料。”
图片来源：Pixabay
该团队将他们的观察整合到数学模型中，并结合了定量的机械-化学调控参数。其结果解释了实验数据的一致性。
“我们的研究表明，ERK介导的机械-化学反馈系统产生了复杂的多细胞模式，这将为理解很多生物学过程提供新的原理，包括组织修复和肿瘤转移，”Hirashima总结道。
翻译：卢大山
审校：巢栩嘉
来源：京都大学
原文链接：https://phys.org/news/2020-07-cells.html
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