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    來(lái)自約翰霍普金斯大學(xué)的細胞生物學(xué)家們,對導致細胞移動(dòng)的機器的兩個(gè)組成部分進(jìn)行了梳理分析.他們發(fā)現,充當手來(lái)幫助細胞"爬行"的細胞突起(cellular projection),似乎總是由細胞內部的一個(gè)信息傳遞網(wǎng)絡(luò )所觸動(dòng).眾所周知,在定向運動(dòng)中這一網(wǎng)絡(luò )是由細胞表面的傳感蛋白響應外部信號所激活.現在他們了解到這一信息網(wǎng)絡(luò )也是引起隨機運動(dòng)的原因:它可以自發(fā)性地自行激活.

    研究人員說(shuō),由于細胞運動(dòng)對于從胚胎發(fā)育到傷口愈合及癌癥轉移等一切的事物皆至關(guān)重要,這項工作預計將對了解及操控這些生物學(xué)過(guò)程產(chǎn)生廣泛的影響.他們指出,事實(shí)上這一信使蛋白網(wǎng)絡(luò )發(fā)生缺陷與許多的癌癥類(lèi)型有關(guān).這些研究結果在線(xiàn)發(fā)表在10月20日的《自然細胞生物學(xué)》(Nature Cell Biology)雜志上.

    約翰霍普金斯大學(xué)醫學(xué)院細胞生物學(xué)系教授及主任Peter Devreotes 博士說(shuō):"以前認為這些信使蛋白只是參與了定向運動(dòng):沒(méi)有它們,細胞只能通過(guò)自發(fā)形成這些手樣的突起進(jìn)行隨機移動(dòng).現在我們知道這一信使蛋白網(wǎng)絡(luò )激活也是隨機運動(dòng)的必要條件."

    根據Devreotes所說(shuō),環(huán)繞細胞內部邊緣、縱橫交錯的蛋白質(zhì)鏈網(wǎng)絡(luò )是細胞機器的一個(gè)重要組件,正如它的名字"細胞骨架",賦予了細胞形狀和結構.為了實(shí)現運動(dòng),這一網(wǎng)絡(luò )必需在細胞的特定區域內構建自身,推動(dòng)細胞膜向外生成手樣的突起,能夠"抓住"外部環(huán)境,拉動(dòng)細胞向前.

    Devreotes說(shuō),細胞骨架聽(tīng)命于信使蛋白網(wǎng)絡(luò ),后者與細胞外表面上的傳感蛋白相連接.這些傳感蛋白檢測到來(lái)自身體其他部位的定向信號,將它們傳遞給信使蛋白,轉而召集細胞骨架蛋白在正確的方向上生成了突起.

    在他們的實(shí)驗中,Devreotes研究小組試圖了解每個(gè)組件之間的關(guān)系.他說(shuō),一開(kāi)始他們將細胞放在一種藥物中進(jìn)行孵育從而使細胞骨架喪失功能.毫不意外,這些細胞無(wú)法移動(dòng),但這一信使網(wǎng)絡(luò )仍然存在自發(fā)反應.

    Devreotes解釋說(shuō):"你可以將細胞視之為一艘劃槳船,船上有幾名船員和一名船長(cháng),船長(cháng)坐在后排,操控方向舵,向船員喊話(huà)讓他們的動(dòng)作保持同步.如果將所有槳拿走(例如讓細胞骨架喪失功能),無(wú)論船長(cháng)怎樣對船員吼叫,船也不會(huì )移動(dòng)."

    組合利用遺傳學(xué)和成像技術(shù),該研究小組逐個(gè)使得這一系統的其他組件喪失功能,并觀(guān)察了發(fā)生的事件.抑制信使蛋白(船長(cháng))顯示細胞骨架每10秒鐘有一陣"翻動(dòng)"細胞膜的內部節律,但沒(méi)有突起產(chǎn)生,因此細胞也不會(huì )移動(dòng)."就好像沒(méi)有船長(cháng),船員仍然可以劃船,但每個(gè)人按不同的方向劃,因此船還是停在原地,"研究的共同作者Chuan-Hsiang Huang說(shuō).

    基于傳統的觀(guān)點(diǎn):隨機和定向細胞運動(dòng)都需要來(lái)自傳感蛋白的信號,該研究小組預計當他們移除這些傳感蛋白時(shí)他們將看不到運動(dòng).然而,他們發(fā)現這一信使網(wǎng)絡(luò )是"易興奮的".這就是說(shuō),沒(méi)有傳感蛋白或外部信號,信使蛋白仍然能夠自己運作,告訴細胞骨架在這里或哪里構建突起,隨機移動(dòng)細胞."這種情況可以比喻成無(wú)舵之船.船長(cháng)在那里協(xié)調船員劃船,因此船能夠移動(dòng),但卻沒(méi)有特定的方向,"共同作者M(jìn)ing Tang說(shuō).

    Devreotes說(shuō),這項研究最令人感到興奮之處在于它們與癌癥轉移相關(guān)."我們研究的幾種信使蛋白被發(fā)現大量存在于癌癥進(jìn)展過(guò)程中,有可能導致的細胞運動(dòng)改變與疾病的進(jìn)展相關(guān).我們現在知道了我們必須生成一些藥物來(lái)靶向這些信使蛋白(而不只是傳感蛋白)從而使得腫瘤細胞完全不能移動(dòng)."