科學(xué)家計(jì)算細(xì)胞中的死亡速度而且速度驚人地慢

我們體內(nèi)的細(xì)胞一直在死，現(xiàn)在我們知道它有多快。

他們?cè)?月10日發(fā)表在“ 科學(xué) ”雜志上的一項(xiàng)新研究報(bào)告中指出，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)死亡以不間斷的波浪穿過細(xì)胞，每分鐘以30微米(千分之一英寸)的速度移動(dòng)。這意味著，例如，身體可以達(dá)到100微米大小的神經(jīng)細(xì)胞可能需要3分20秒才能死亡。

這可能聽起來很病態(tài)，但正是這種致命的潮流讓我們保持活力和健康。細(xì)胞凋亡 - 或程序性細(xì)胞死亡 - 對(duì)于清除我們的身體不必要或有害細(xì)胞是必要的，例如那些被病毒感染的細(xì)胞。它還有助于塑造胎兒發(fā)育中的器官和其他特征。(細(xì)胞死亡的第二種方式稱為壞死，這是一種不同的過程，作為對(duì)壓力事件的計(jì)劃外反應(yīng)而發(fā)生)。

如果這個(gè)過程不能正常工作，后果可能會(huì)很嚴(yán)重。例如，幸福地生活在癌癥細(xì)胞上的癌細(xì)胞已經(jīng)開始蔓延而不是死亡。

“有時(shí)我們的細(xì)胞在我們真的不希望它們死亡時(shí) - 例如，在神經(jīng)退行性疾病中死亡。有時(shí)我們的細(xì)胞不會(huì)在我們真正想要它們時(shí)死亡 - 例如，在癌癥中，”資深作者James Ferrell博士說，斯坦福大學(xué)化學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)和生物化學(xué)教授在一份聲明中說。“如果我們想干預(yù)，我們需要了解細(xì)胞凋亡是如何被調(diào)節(jié)的。”

細(xì)胞凋亡有時(shí)也被稱為“細(xì)胞自殺”，因?yàn)樗且环N自我毀滅的過程。它以來自內(nèi)部或外部的信號(hào)開始，該信號(hào)通知稱為半胱氨酸蛋白酶的細(xì)胞內(nèi)的酶開始切割細(xì)胞。但目前尚不清楚觸發(fā)后細(xì)胞凋亡是如何實(shí)際傳播的。

為了搞清這一點(diǎn)，費(fèi)雷爾和他的團(tuán)隊(duì)觀察到在自然界中存在較大的小區(qū)中的一個(gè)過程：的卵細(xì)胞非洲爪蟾，或非洲爪蟾。他們用雞蛋中的液體填充試管并觸發(fā)細(xì)胞凋亡，他們通過用熒光標(biāo)記所涉及的蛋白質(zhì)來觀察它們。如果他們看到熒光燈，就意味著細(xì)胞凋亡正在發(fā)生。

他們發(fā)現(xiàn)熒光燈以恒定速度穿過試管。根據(jù)該研究，如果由于簡(jiǎn)單的擴(kuò)散(物質(zhì)從高濃度區(qū)域擴(kuò)散到低濃度區(qū)域)而進(jìn)行細(xì)胞凋亡，那么該過程將逐漸減緩。

由于沒有，研究人員得出的結(jié)論是，他們觀察到的過程必須是“觸發(fā)波”，他們將其比作“通過田地傳播火焰”。胱天蛋白酶被首先激活，激活胱天蛋白酶，從而激活還有一些的其它分子，直到整個(gè)細(xì)胞被破壞。

“它以這種方式傳播，永不減速，永不消失，”費(fèi)雷爾在聲明中說。“它的振幅沒有任何降低，因?yàn)樗ㄟ^將更多非活性分子轉(zhuǎn)化為活性分子，直到細(xì)胞凋亡擴(kuò)散到細(xì)胞的每個(gè)角落和裂縫，從而產(chǎn)生自身動(dòng)力的每一步。”

然后團(tuán)隊(duì)想要觀察這個(gè)過程發(fā)生在蛋本身內(nèi)部，就像在自然界中一樣。他們注意到，當(dāng)青蛙卵死亡時(shí)，它們的顏色變暗了。因此，他們創(chuàng)造了自然導(dǎo)致青蛙卵死亡的條件，并對(duì)所發(fā)生的事情進(jìn)行了成像。類似地，細(xì)胞以每分鐘30微米的平均速率變暗。

費(fèi)雷爾說，這種觸發(fā)波實(shí)際上是無處不在的。觸發(fā)波還有助于細(xì)胞繁殖，神經(jīng)元通過大腦傳播信號(hào) ，病毒從細(xì)胞傳播到細(xì)胞。費(fèi)雷爾和他的團(tuán)隊(duì)希望找出生物觸發(fā)波的其他地方。

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