沒人的大腦的細菌和癌細胞 為何擺脫坎坷繁雜的迷宮

生物學家對細菌和癌細胞開展的迷宮試驗，針對生物醫學擁有十分關鍵的使用價值，它為掌握哺乳類動物胚胎發育過程的初期全過程，及其癌細胞的遷移出示了新的研究對話框。

也許你只聽聞過生物學家訓煉小白鼠走迷宮，可是你了解細胞和細菌也會走迷宮嗎？最新一期《科學》雜志發表了一項很有趣的研究：美國癌病研究所和格拉斯哥高校的專家制做了一個漢普敦宮迷宮的仿真模擬版，將細菌和癌病細胞放進在其中，看他們可否擺脫迷宮，想不到不論是低等生物還是性命的基礎模塊都完成了這一每日任務。

生物學家怎么會挑選這二種性命模塊開展迷宮實驗？他們是怎么擺脫迷宮的？這一研究結果針對人們而言有何意義？科技日報新聞記者從此訪談了有關權威專家，請他講下在其中的秘密。

為何挑選他們走迷宮？ 倆位“參賽選手”都非等閑之輩且都是會挪動

“Dictyostelium discoideum”，這一“你沒了解它、它都不認識你”的姓名被譯成盤基網柄菌。

微生物菌種那么多，美國癌病研究所和格拉斯哥高校的專家怎么會覺得這類細菌能走迷宮，并給了它這一機遇呢？

“盤基網柄菌能夠 產生‘體’，即把自己‘摞’起來，進而抱團變成多細胞體。”中科院微生物菌種研究所研究員朱寶利告知科技日報新聞記者，變成多細胞體以后，他們的單細胞中間也有合作工作能力。能抱團還能組隊辦事，盤基網柄菌那樣的特點給專家出了一個難點：它到底是多細胞還是單細胞呢？

因為這類典型性特點，在2001年前后左右，英國國立環境衛生研究院把盤基網柄菌列入一種接近單細胞和多細胞中間的模式生物。生物學家專業用他們開展科學研究研究，用以表明某類具備普遍規律的生命現象。因而許多生物學家用它做了研究，朱寶利也研究過它。

“它可以長期性、遠距離地遷徙，但挪動得不太顯著，沒有那么大魅力。”朱寶利說，它得借助一個表層才可以動。假如制做一個平培養基，能夠 形象化觀查到他們是有“偏移”的。而一般細菌產生的菌落是固定不動的。

真實讓它變成“大牌明星”的是基因組研究方案。朱寶利詳細介紹，那時候的基因組方案中列入了50種微生物，盤基網柄菌因為接近單細胞和多細胞中間，被覺得針對研究生物的進化十分更有意義。研究微生物怎樣演變到人們是基因組研究的一項總體目標，而盤基網柄菌被列入演變的起始點。

相比于盤基網柄菌的不為人知，癌病細胞的“神出鬼沒”眾所周知，它會埋伏、還會繼續遷移。《新英格蘭》雜志期刊曾報導過一例臨床醫學實例：一個腎移植受者的移殖腎里長出一個黑色素瘤，清除本身的多種要素，不斷查證以后才發覺，原來是供者在20年前得過黑色素瘤，但之后治好啦。這一媲美刑偵大劇的實例，充分證明癌病細胞會埋伏、能遷移。

在畢業論文中，研究工作人員也敘述了2個性命模塊的獨特性：前面一種能在距離很遠的地方尋找它的類似，后面一種則能讓癌病快速遍及全身上下。

他們如何擺脫迷宮？ 營養物的濃度梯度是最好是的“標記”

即然遷移是他們的平時，他們也是怎樣擺脫迷宮的？

好似綠色植物一直愛追求太陽一樣，這二種性命模塊一直愛追求營養元素。

營養成分的推動力怎樣轉換成細菌和細胞的挪動驅動力呢？畢業論文中得出表述，自生梯度產生了細菌和細胞“遠途轉移”的推動力，并變成線路管理決策的推動力。

說白了自生梯度便是由細胞溶解部分營養元素，為自己生產制造一個營養成分濃度值差。

以癌病細胞為例子，它被認可為是最必須營養物質的細胞，一旦轉化成便會與人體爭奪動能，由此可見它對培養基中的營養物質擁有強勁的溶解工作能力。這兒的營養物質被“吃”光了，別的地區的營養物質濃度值便會比這兒的營養物質濃度值高，從而產生濃度梯度，促進癌細胞前行。

那麼他們也是怎么知道選哪條路或是哪兒是死胡同呢？

研究迷宮的走法也許會有一定的啟迪。據記述，迷宮的走政策法規則有3條：進到迷宮后，能夠 隨意選擇一條路面向前走；假如碰到走堵塞的死胡同，就立刻回到，并在該街口做下標記；假如碰到了叉路口，觀查一下是不是還有沒有踏過的安全通道，有就隨意選擇一條安全通道向前走，沒有就沿著原路返回上一個叉路口，并做下標記。隨后就反復第二條和第三條常說的走法，直至尋找出入口才行。

很顯而易見，依據那樣的規律，走迷宮不用思索，只必須標記。而營養物的濃度梯度是細菌和癌細胞最好是的“標記”。

“死胡同代表著營養元素會消耗殆盡，別的細胞也就不容易再說，而岔路假如最后導向性死胡同，也會導致細胞的來回，最后比暢順的路耗費大量的營養成分。”朱寶利表述。

從創新能力來講，全部研究創造發明了可以觀察和測算全部全過程的方式，運用自生梯度的測算和數學分析模型來預測分析迷宮中細胞的尋路工作能力，并且用迷宮中的具體細胞來檢測結果。

擺脫迷宮實際意義在哪？ 為掌握癌細胞遷移等難題出示了新窗口

在生長發育和遷移全過程中，細胞轉移一般由趨化性正確引導，即細胞會依據一些化合物的濃度梯度，從較低濃度的向濃度較高的地區轉移。但大家通常關心自然環境中的趨化功效，實際上許多情況下自然環境梯度不可以正確引導細胞翻過繁雜的自然環境轉移到很遠的地方。

而此項研究確認，自生梯度能夠 為細菌和細胞在長而坎坷的途徑上導航欄，并在活路和死胡同中間作出精確的挑選，這促使細胞可以合理地處理繁雜的迷宮難題。

研究者們還用數學課的方法干了精準敘述，找到細胞找尋活路的精確性與引誘劑外擴散率、細胞速率、途徑復雜性的關聯，并能預測分析其通過率。

此項結果針對生物醫學擁有十分關鍵的使用價值，例如它為掌握哺乳類動物胚胎發育過程的初期全過程，及其癌細胞的遷移出示了新的研究對話框。

也許你仍在為細菌和癌細胞會走迷宮的專業技能覺得驚訝。但從演變的視角看來，不論是微生物菌種還是癌細胞，他們早已在地球上存活很久，年青的人們如今很有可能只不過是在這種歷史悠久微生物造就的“迷宮”大門口彷徨。

有關連接

發覺“癌細胞與初始細胞很像”的直接證據

一直以來，癌病細胞一直是人們繁雜的對頭，也是醫藥學研究數最多的目標。

以往的一些研究得出了“癌細胞與初始細胞很像”的一些直接證據。例如，病原體、危害菌、危害有機化學物入侵以后，“潛進”細胞生命活動嚴厲打擊細胞，而初始細胞會用休眠狀態解決傷害，當這種傷害當然衰落后，重新啟動生命活動。這類“臥薪嘗膽、伺機再戰”的特點也被發覺在一些癌病細胞中存有。

值得一提的是，這一研究給“癌細胞與初始細胞很像”找到更確鑿的直接證據。該研究確認，癌細胞與初始細胞都能長距離挪動，而且挪動基本原理也一樣。

除此之外，香港中文大學醫科院專家教授于君精英團隊最近在胃癌機構中發覺了細菌，而且觀察來到壞細菌的增加。

“海外生物學家近期也在癌病機構中發覺了細菌，但如今說不清細菌是怎么來的，是細菌造成的癌病還是人體免疫系統出現系統漏洞后，他們趁虛而入的。”朱寶利說，也可能是別的的緣故。