为何细胞在拥挤的细胞环境中移动得更快?

原标题:为何细胞在拥挤的细胞环境中移动得更快?

当拥挤分子分布不均匀时,细胞在拥挤的细胞环境中移动得更快。新研究还表明,只要细胞从密集区域移动到不那么拥挤的区域,拥挤细胞中的分子运输实际上可以比非拥挤环境中移动更快。了解分子在这些环境中的移动速度,可以帮助研究人员更好地理解需要多个分子在拥挤细胞环境中“找到”彼此的细胞过程。一项由宾夕法尼亚州立大学科学家团队研究的论文发表在了《ACS Nano》期刊上。

宾夕法尼亚州立大学Verne M.Willaman化学教授、化学和化学工程杰出教授、研究小组负责人之一Ayusman Sen说:拥挤在不同长度的生命系统中很常见,从繁忙的走廊一直到致密的细胞质,细胞内部充满了蛋白质,大分子和细胞器。参与细胞所需化学反应的分子,必须通过这个拥挤的粘性环境来寻找“伙伴”试剂。如果环境是均匀拥挤的,运动会变慢,但细胞内部是不均匀的,存在大分子和其他物质,表现出浓度梯度。

因此,科学家对这些浓度梯度如何影响纳米尺度的传输感兴趣。研究人员使用微流体技术比较了各种“示踪剂”胶体(悬浮在液体中的不溶性颗粒)在不同环境中的运动,微流体装置可以填充不同的溶液,其中研究人员建立流体中“Crowder”大分子的浓度梯度从高到低。示踪剂可以是大或小,硬或软和可变形的,荧光标记能让研究人员用共聚焦显微镜跟踪运动。宾夕法尼亚州立大学(Penn State)化学工程研究生、该论文的联合第一作者法扎德·莫哈杰拉尼(Farzad Mohajerani)说:

研究发现,示踪剂在高浓度中的移动速度比在低浓度流体中移动更快。研究表明,密集的细胞实际上对示踪剂施加了压力,迫使它们向低密度较低的区域移动。大示踪剂分子移动速度比小分子快,软的,可变形示踪剂移动速度快于硬的示踪剂。宾夕法尼亚州立大学化学研究生马修·柯林斯(Matthew Collins)说:柔软的、可变形示踪剂更好地代表了细胞中移动的实际物体,可以移动得更快,因为与硬质颗粒不同,它们可以挤过更紧密的区域。返回搜狐,查看更多

博科园|研究/来自:宾夕法尼亚州立大学
参考期刊《ACS Nano》
DOI: 10.1021/acsnano.9b02811
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