科学家首次拍下细胞识别危险全过程

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【大纪元8月15日讯】(大纪元记者杨天仪编译报导) 当抗原接触到细胞膜时,细胞通常会有保护性的反应,准备对抗外敌。

要让细胞产生反应,首先细胞要能识别到细胞膜遭遇入侵,这就好像人类看到蚊子落在手臂上时,自然就准备赶走蚊子一样。

新墨西哥大学癌症研究及治疗中心的生物学家们与仙迪亚(Sandia)国家实验室的物理学家们共同进行试验研究,通过高科技实时拍摄50纳米厚的细胞膜,了解它是如何通知细胞外敌入侵(即抗原到达细胞膜),及为何有时细胞膜没有发出通知。

仙迪亚国家实验室的首席研究员阿伦‧本思(Alan Burns)称,“我们可以识别出细胞膜的受体蛋白质(receptor protein),对入侵的抗原的实时反应动作。更为重要的是,我们了解到细胞膜非常复杂,而且结构先进,不是我们原本以为的只是液质及散乱的结构。”

细胞膜结构有点类似防护栏,虽然可以移动,但它们限制蛋白质的运动。本思表示,“当蛋白质结合抗原时,它们开始结成一团,从而导致其它蛋白质在周围产生异动,细胞膜就是这样向细胞核发出警告:有些东西不对劲了。”他还说,“如果细胞膜某些地方被隔开,而抗原刚好落在该处,细胞就可能不被告知问题出现,即没有蛋白质,就没有警告。”

新墨西哥大学的研究员已经知道蛋白质如何在细胞膜的液体层识别入侵的抗原,但整个过程究竟是怎样的呢?

本思与他以前的博士后、现为新墨西哥大学教授的奇斯‧力可(Keith Lidke)共同努力,改进了一个名为“全内部反射萤光显微镜”(TIRF)的特殊显微镜,对此进行研究。

试验人员可以分别将8纳米及11纳米的量子点(quantum dot)附着到细胞膜内的两种不同的抗体蛋白,量子点受电场刺激可以发光,而光色取决于量子点的大小,所以在镭射光电场内,一种抗体蛋白发出橙光,另一种发出红光,研究员可以跟踪这些抗体蛋白看看它们如何互动。

科学家们再用CCD相机记录发光的蛋白质在细胞膜受到抗原入侵时如何反应。
(http://www.dajiyuan.com)

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