通過利用章魚般的觸角，一個細胞向它的目標–一個細菌推進，這個過程就像是捕食者在追踪它的獵物。這一幕可能會在一個自然節目中經常上演。然而現在，通過哥本哈根大學尼爾斯-玻爾研究所的一台顯微鏡，人們得以在納米尺度上觀察到這種追逐。顯微鏡的記錄顯示了一個人類免疫細胞在追趕併吞噬一個細菌。

一個丹麥研究小組通過他們的新研究增加了世界對細胞如何利用被稱為絲狀體的章魚狀觸角在我們體內移動的理解。而有關細胞如何移動的發現從未被解決過。這項研究於今日發表在著名期刊《Nature Communications》上。

尼爾斯-玻爾研究所實驗生物物理學實驗室負責人Poul Martin Bendix副教授解釋道：“雖然細胞沒有眼睛或嗅覺，但它的表面配備了超薄的絲狀體，這類似於纏繞的章魚觸角。這些絲狀體幫助細胞向細菌移動，並同時作為感覺器識別細菌為獵物。”

這一發現並不是說絲狀體是一種感覺裝置，而是關於它們如何旋轉和機械行為，這有助於細胞的移動，如當癌細胞侵入新組織時。

“顯然，我們的結果對癌症研究者來說是有意義的。癌細胞因其具有高度侵入性而受到關注。而且我們有理由相信，在檢查它們的周圍環境和促進它們的擴散方面，它們特別依賴於其絲狀體的功效。因此，可以想像，通過找到抑制癌細胞絲狀體的方法可以阻止癌症的生長，”Poul Martin Bendix副教授說道。

為此，丹麥癌症協會研究中心的研究人員是這一發現背後的團隊的一部分。除其他事項外，癌症研究人員還對關閉某些蛋白質的生產是否能抑制運輸機制感興趣，而這些機制對癌細胞的絲狀體非常重要。

細胞的引擎和切割炬

根據Poul Martin Bendix的說法，絲狀體的機械功能可以比作橡皮筋。橡皮筋如果沒有被扭曲就沒有力量。但如果你扭轉它，它就會收縮。這種扭動和收縮的組合有助於細胞的定向移動並使絲狀體非常靈活。

這項研究的論文首席作者Natascha Leijnse自出：“它們能夠彎曲–扭曲，如果你願意的話–使它們能探索細胞周圍的整個空間，而且它們甚至能夠穿透其環境中的組織。”

丹麥研究人員發現的機制似乎存在於所有的活細胞中。除了癌細胞，研究絲狀體在其他類型細胞如胚胎幹細胞和腦細胞中的重要性也非常有意義，它們的發育高度依賴絲狀體。

用世界上最好的鑷子研究細胞

該項目涉及尼爾斯-玻爾研究所的跨學科合作，其中副教授Amin Doostmohammadi領導著一個模擬生物活性材料的研究小組，他在絲狀體行為的建模方面做出了貢獻。

Poul Martin Bendix表示：“非常有趣的是，Amin Doostmohammadi能夠模擬我們通過顯微鏡看到的機械運動，完全獨立於化學和生物細節。”

而該團隊成功地成為第一個描述絲狀體機械行為的主要原因是，NBI擁有用於這種類型實驗的獨特設備以及擁有巨大的光學鑷子工作經驗的熟練研究人員。當一個物體特別小的時候，機械地抓住它是不可能的。然而，它可以使用一束激光來保持和移動，其波長則跟被研究的物體仔細校準。據悉，這些被稱為光學鑷子。

“在NBI，我們有一些世界上最好的光學鑷子用於生物力學研究。實驗需要使用幾個光學鑷子並同時部署超細顯微鏡，”Poul Martin Bendix說道。