混合細胞群自動將自己分成不同的區(qū)域：具有正常接觸的伸展細胞（紫色），周圍是細胞接觸減弱的收縮細胞（綠色）。圖片來源：Amin Doostmohammadi

數(shù)以億計的細胞是如何通信來完成任務(wù)的？一項新研究發(fā)現(xiàn)，細胞通過運動對周圍環(huán)境施加壓力——在此過程中，它們進行了交流。相關(guān)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(huán)境，進行傷口愈合和類似工作。細胞能感覺到周圍環(huán)境的堅硬或柔軟，這有助于它們聯(lián)系和組織集體行動。但是，當(dāng)細胞間的連接被打亂時，就會出現(xiàn)一種與癌癥發(fā)生時類似的情況。

丹麥哥本哈根大學(xué)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(xué)家合作，利用計算機建模和生物實驗，在一個跨學(xué)科項目中研究了細胞運動和連接的力學(xué)。

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(zhuǎn)化為集體水平上的行動的。這在生物學(xué)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(dāng)收縮細胞與鄰近細胞接觸時，收縮細胞能夠轉(zhuǎn)變?yōu)樯炜s細胞。例如，當(dāng)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(lián)系，變得更加獨立，當(dāng)愈合傷口時，它們又會與相鄰的細胞形成牢固的聯(lián)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(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形態(tài)呢？細胞中的許多蛋白質(zhì)都參與了這一過程。這項研究的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)是，這種對環(huán)境的反應(yīng)是不斷變化的：細胞—環(huán)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(yīng)。

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(dāng)細胞從正常行為轉(zhuǎn)變?yōu)榍致孕缘陌┌Y類型的細胞行為。所以，這項研究提出了一個問題是，相關(guān)治療能否以細胞機制為目標，而不是以細胞的DNA或化學(xué)成分為目標。

相關(guān)論文信息：http://dx.doi.org/10.1038/s41563-021-00974-9

來源：中國科學(xué)報