原子力显微镜对细胞生长的微观观察

瑞奇

据美国国家自然科学基金会网站报道，美国研究人员利用一台改良的原子力显微镜揭开了细胞生长的谜团，他们发现了人体细胞中由肌动蛋白组成的纤维架构如何对细胞环境中的障碍作出反应。

这一发现也展示了一种可以跟踪细胞生长过程的技术，如果它在实验室以外的场所中证明有效，研究人员未来将可以了解肌动蛋白生长的轨迹，同时跟踪癌细胞扩散、免疾细胞和其它自由移动细胞在人体内移动的路线。

据研究人员称，他们最初研究的问题是当细胞面对障碍时如何突破。研究人员发现当细胞的移动碰到阻碍时，细胞会增加生长中的肌动蛋白网丝，使细胞拉长，从而突破阻碍。他们还发现，当障碍移除后，增加的肌蛋白丝会保留下来，这使细胞以更快的速度生长。

科学家已经知道肌动蛋白网丝与其它细胞部分不同，肌动蛋白提供细胞的支撑架构以及某些细胞活动的必要生长力，并且它不仅根据化学信号，还可以根据外力改变生长速度。

一台原子力显微镜的末端是一个微小、特别敏锐的尖端，它连在一个细小的氮化矽悬臂上。由于尖端非常的小，即使是单个原子通过时也会导致悬臂的倾斜。一道激光会从悬臂上射出，并进入一个探测器，从而纪录微小的偏转并通过一台电脑转化成图像。

在试验中，悬臂先向生长中的肌动蛋白丝施加了一个初始压力，之后改为一个持续30分钟的更大压力，接着改回到最初的压力，与此同时研究人员在每个阶段都跟踪了肌动蛋白丝生长的速度。研究人员发现，每次当悬臂施加的压力恢复到最初时，肌动蛋白生长的速度仍然很快，而在整个施压过程中，肌动蛋白生长的速度将根据压力循环而变化。

研究显示肌动蛋白的生长由它的负荷历史决定，并不仅仅是某时感受到的负荷，而这意味着细胞中的这一架构具有“记忆”外力作用的能力。研究人员猜测这项发现可能与肌动蛋白丝的密度有关，生长速度可能是内部架构变化的结果，即当蛋白质受到某个压力时，蛋白质会生成一个特定的网络构架，而当压力改变时这种构架会做出改变。

据研究人员称，他们的这项发现将有助于科学家和生物工程师理解细胞的移动，从而帮助未来的疾病的治疗，如帮助白血球细胞更好工作或阻止癌细胞的扩散。