死亡是如何發生的?每分鐘30微米,過程類似多米諾骨牌
斯坦福大學醫學院最近進行的一項研究揭示了死亡的速度。
科學家們發現,過程類似於多米諾骨牌:一個「死亡誘導」分子激活另一個,以此類推。
研究人員有史以來第一次觀察了死亡在一個活細胞內的擴散過程,發現死亡以每分鐘30微米的速度傳播。
該過程持續不斷,直到整個細胞死亡為止。
科學家首次測量了活細胞的死亡速度(圖為人體細胞)
研究人員表示,細胞的死亡涉及到「觸發波」現象。這一現象如同「滾動的波浪」,導致了最著名的細胞死亡方式之一:細胞凋亡。
該現象是正常且受控的,發生於多細胞生物,比如人類和動物。
為了測量死亡的速度,系統生物學家詹姆斯·費雷爾(James Ferrell)和程顯瑞(Xianrui Cheng,音譯)從爪蟾卵中提取液體,注入試管。
然後,他們通過分子「死亡信號」,啟動細胞凋亡。
他們利用一種熒光技術來觀察細胞死亡的激活,發現明亮的綠光以穩定不變的速度沿著試管向下蔓延。
有時,我們希望細胞死亡,但它們就是不死,比如癌細胞(圖中綠色的是癌細胞的電腦模擬圖)
這表明,細胞凋亡「通過觸發波擴散」,就像足球場看台上以「漣漪」方式傳播的人浪。
研究人員表示,這個過程用肉眼可見,因為爪蟾卵是「巨大的」單細胞。
這項研究的高級作者、斯坦福大學化學和系統生物學與生物化學教授費雷爾說,「這項研究是自然界一次次利用觸發波的又一個例子。大多數生物學家從未聽說過觸發波。」
「在細胞調控中,觸發波是反覆出現的主題。」
「我敢說,我們很快將在教科書中看到觸發波。」
科學家發現,觸發波「也會使死亡在完好細胞中擴散」。圖為癌細胞
他表示:「有時,我們不希望細胞死亡,但它們卻死了,比如在神經變性疾病中。有時,我們希望細胞死亡,但它們就是不死,比如癌細胞。如果我們想插手干預,我們必須明白細胞凋亡是如何調控的。」
費雷爾說,他們發現細胞死亡「絕不會減速」,因為越來越多的非活性分子被轉換成活性分子。
他解釋道,這個過程不會結束或者放緩,「直至細胞凋亡蔓延到細胞的每個角落」。
科學家發現,觸發波「也會使死亡在完好細胞中擴散」。
*博士後研究員程顯瑞是這項研究的第一作者。
該研究由美國國立衛生研究院資助,於8月10日發表在《科學》雜誌上。
翻譯 | 于波;校對 | Lily
來源 |Mirror
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