没大脑的细菌和癌细胞 凭什么走出曲折复杂的迷宫

2020-09-15 20:59:36 来源:科技日报 作者: 张佳星 责任编辑:王一 字号:T|T
摘要】科学家对细菌和癌细胞进行的迷宫实验,对于生物医学有着十分重要的价值,它为了解哺乳动物胚胎发育的早期过程,以及癌细胞的转移提供了新的研究窗口。

  科学家对细菌和癌细胞进行的迷宫实验,对于生物医学有着十分重要的价值,它为了解哺乳动物胚胎发育的早期过程,以及癌细胞的转移提供了新的研究窗口。

  或许你只听说过科学家训练小鼠走迷宫,但是你知道细胞和细菌也会走迷宫吗?最新一期《科学》杂志发表了一项很有意思的研究:英国癌症研究所和格拉斯哥大学的科学家们制作了一个汉普敦宫迷宫的模拟版,将细菌和癌症细胞放入其中,看它们能否走出迷宫,没想到无论是低等生物还是生命的基本单元都完成了这个任务。

  科学家为什么会选择这两种生命单元进行迷宫试验?它们是怎么走出迷宫的?这个研究结果对于人类来说有何意义?科技日报记者就此采访了相关专家,请他讲讲其中的奥秘。

  为什么选择它们走迷宫? 两位“选手”都非等闲之辈且都会移动

  “Dictyostelium discoideum”,这个“你不认识它、它也不认识你”的名字被翻译成盘基网柄菌。

  微生物那么多,英国癌症研究所和格拉斯哥大学的科学家们为什么会认为这种细菌能走迷宫,并给了它这个机会呢?

  “盘基网柄菌可以形成‘体’,即把自己‘摞’起来,从而抱团成为多细胞体。”中国科学院微生物研究所研究员朱宝利告诉科技日报记者,成为多细胞体之后,它们的单细胞之间还有协作能力。能抱团还能组团做事,盘基网柄菌这样的特性给科学家们出了一个难题:它究竟是多细胞还是单细胞呢?

  由于这种典型特性,在2000年前后,美国国立卫生研究院把盘基网柄菌列为一种介于单细胞和多细胞之间的模式生物。生物学家专门用它们进行科学研究,用于揭示某种具有普遍规律的生命现象。因此很多科学家用它做过研究,朱宝利也研究过它。

  “它能够长期、长距离地迁徙,但移动得不太明显,没有那么大活力。”朱宝利说,它得依靠一个表面才能动。如果制作一个平培养基,可以直观观察到它们是有“位移”的。而普通细菌形成的菌落是固定的。

  真正让它成为“明星”的是基因组研究计划。朱宝利介绍,当时的基因组计划中纳入了50种生物,盘基网柄菌由于介于单细胞和多细胞之间,被认为对于研究生物的进化非常有意义。研究生物如何进化到人类是基因组研究的一项目标,而盘基网柄菌被列为进化的起点。

  相较于盘基网柄菌的鲜为人知,癌症细胞的“神出鬼没”有目共睹,它会潜伏、还会转移。《新英格兰》杂志曾报道过一例临床案例:一个肾移植受者的移植肾里长出一个黑色素瘤,排除自身的各种因素,持续追查之后才发现,原来是供者在20年前得过黑色素瘤,但后来治好了。这个堪比刑侦大剧的案例,充分说明癌症细胞会潜伏、能转移。

  在论文中,研究人员也描述了两个生命单元的特殊性:前者能在相距很远的地方找到它的同类,后者则能让癌症迅速遍布全身。

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