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科學(xué)家引導(dǎo)細(xì)胞朝光照方向移動
發(fā)布時(shí)間： 2013-04-24 點(diǎn)擊次數(shù)： 1514次據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)4月8日報(bào)道，美國華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們已經(jīng)證明，他們能夠誘導(dǎo)細(xì)胞朝一束光移動，這意味著，科學(xué)家們朝用光操縱細(xì)胞來控制胰島素分泌或心率邁出了*步，這一成果在醫(yī)療領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。相關(guān)研究發(fā)表在4月8日出版的美國《國家科學(xué)院院刊》PNAS網(wǎng)絡(luò)版上。
新研究的實(shí)驗(yàn)對象是免疫細(xì)胞，該研究的主要負(fù)責(zé)人、麻醉學(xué)教授高塔姆博士和麻醉學(xué)副教授阿吉斯·卡如那拉斯使用遺傳工程技術(shù)將感光蛋白——視蛋白引入這些免疫細(xì)胞內(nèi)，接著，只通過朝他們希望細(xì)胞移動的方向照射了一束激光，就成功地引導(dǎo)了細(xì)胞朝該方向移動。隨后，他們使用神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行了同樣的實(shí)驗(yàn)，也獲得了成功。
成功的關(guān)鍵就是“哄騙”細(xì)胞認(rèn)為視蛋白是常見的受體蛋白。“我們在使用光作為開關(guān)控制細(xì)胞的行為方面取得了成功。”高塔姆表示，“細(xì)胞做出某些行為是因?yàn)樗鼈兡芨袘?yīng)到周圍環(huán)境中的信號。在我們進(jìn)行的一系列實(shí)驗(yàn)中，細(xì)胞感應(yīng)到光的出現(xiàn)。”
人體內(nèi)的很多重要功能，從神經(jīng)發(fā)育到胰島素分泌、免疫細(xì)胞的功能以及心率等都被細(xì)胞周圍的各種關(guān)鍵受體所控制。人類和其它動物在眼睛內(nèi)制造視蛋白，當(dāng)被光激活時(shí)，視蛋白允許細(xì)胞進(jìn)入眼睛內(nèi)，將光信號變成視力。
視蛋白屬于目前廣受關(guān)注的G蛋白偶聯(lián)受體家族中的一員，這些G蛋白偶聯(lián)受體在視力、觸覺、行為、情緒、免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)、心率和腫瘤擴(kuò)散等領(lǐng)域起關(guān)鍵作用。
在另一項(xiàng)zui近也出版在美國《國家科學(xué)院院刊》網(wǎng)絡(luò)版上的研究中，高塔姆團(tuán)隊(duì)通過讓神經(jīng)細(xì)胞暴露在光下，使其長出了分支（突起），目前，他們正使用心臟細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測試光信號是否能讓心跳加速或減速。
他們計(jì)劃用同樣的方法來了解光是否能影響胰島素的分泌、神經(jīng)細(xì)胞的再生；研究細(xì)胞內(nèi)的信號環(huán)路以便厘清分子通路網(wǎng)絡(luò)如何控制細(xì)胞的行為?？ㄈ缒抢怪赋觯?ldquo;zui終，我們會將多種感光蛋白‘塞入’這些細(xì)胞內(nèi)。我們打算使用兩種不同波長的光。當(dāng)照射*束光時(shí)，它可能會給*個(gè)感光蛋白發(fā)送信號使心跳加快，接著，第二束光可能會被用來讓心跳減速。”
高塔姆強(qiáng)調(diào)說：“用光控制細(xì)胞的移動不僅對免疫系統(tǒng)非常重要，在胚胎發(fā)育中也可以確保制造心臟、肝臟及其他器官的細(xì)胞好好工作，同時(shí)對癌癥轉(zhuǎn)移研究也大有裨益。”
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