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细胞通过做“波”进行交流-科学家逆向工程细胞机械力-化学反馈系统

时间：2022-04-29 09:25:03 来源：

细胞全天候工作，以提供，维持和控制生活的各个方面。与人类一样，交流是他们成功的关键。

每个重要的生物过程都需要细胞之间进行某种形式的通信，不仅与它们的近邻，而且还与远处的细胞进行通信。当前的理解是，这种信息交换依赖于信号分子的扩散或细胞间中继。

京都大学医学院研究生院的一个研究小组在《发育细胞》杂志上发表了一篇有关依靠“机械化学”信号控制细胞运动的新型通讯方法的报告。该研究小组专注于一个基本途径-MAPK / ERK或ERK途径-并能够证明单个细胞的运动如何触发级联反应，从而导致细胞集合体的迁移。

京都大学的科学家发现了单个细胞如何移动整个集合体。

该研究的负责人平岛刚（Tsuyoshi Hirashima）解释说：“细胞中的机械和生化信号从根本上控制着从稳态，发育到疾病的一切。”

“我们从过去的实验中知道，ERK途径在细胞活性中至关重要，但它如何在细胞集合中繁殖的机制尚不完善。”

MAPK / ERK非常重要，以至于它存在于所有细胞中，控制着从生长发育到最终细胞死亡的各种作用。当细胞表面的受体蛋白与信号分子结合时，该途径被激活，从而导致一系列蛋白和反应扩散到整个细胞内部。

该团队采用一种实时成像技术，可以可视化单个细胞的活跃ERK途径，从而开始观察细胞运动的影响。他们发现的结果出乎意料：当细胞开始自我扩展时，ERK活性增加，导致细胞收缩。

Hirashima说道：“细胞紧密地连接在一起，因此当人们从ERK激活中开始收缩时，它会吸引周围的细胞。”然后，这导致周围细胞扩展，激活其ERK，导致收缩，从而导致一种拔河运动传播到菌落运动中。

“研究人员以前曾提出，当激活ERK时，细胞会扩展，因此我们的结果令人惊讶。”

该小组将这些观察结果整合到一个数学模型中，将机械化学法规与定量参数结合在一起。输出证明与实验数据一致。

“我们的工作清楚地表明，ERK介导的机械化学反馈系统会产生复杂的多细胞模式，” Hirashima总结道。

“这将为理解许多生物学过程提供新的基础，包括组织修复和肿瘤转移。”

参考：o直野直野，塞拉利昂·罗塞蒂，阿里亚德娜·玛琳·卢拉拉多，青木和宏，泽维尔·特雷帕特，松田道幸和松岛刚志，“ ERK介导的机械化学波直接集体细胞极化”，2020年6月3日。
10.1016 / j.devcel.2020.05.011


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