圖片來源：哈佛公共衛生學院生物醫學影像實驗室 |
當您想到一個單獨的細胞時，您無疑會把它想象成一個微小的水球。事實上，一些理論就是這樣描述細胞的：充滿液體的彈性膜。但是，哈佛公共衛生學院的本·法布里、團隊負責人傑弗裡·弗雷德伯格以及同事們在達爾豪斯大學和巴塞羅那大學進行的一組新實驗表明，細胞的行為並非如此簡單。他們發現，當平滑肌細胞（一種常見於肺和支氣管中的細胞）發生形變時，細胞的反應就像熔融玻璃一樣。具體而言，它們會逐漸變得越來越僵硬。
研究人員在《物理評論快報》10月1日刊上發表了他們的研究成果。他們透過以不同的速度振動細胞來測試細胞。他們在每個細胞上連線了一個直徑僅為5微米的磁珠。當他們以不同的強度和頻率施加振盪磁場時，磁珠會在細胞表面來回滾動，拉動附著點並晃動細胞。攝像機記錄了振動，計算機演算法計算了磁珠的確切運動。
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法布里和他的團隊發現，最初，細胞像水球模型預測的那樣，會隨著移動的磁珠而晃動。但是，當他們提高振動頻率時，細胞會慢慢變硬。“這個結果讓我們非常驚訝，”法布里說，因為水球模型預測細胞會相對突然地在一個特徵頻率下變硬。他說，更緩慢的硬化，沒有特徵頻率，類似於玻璃的行為方式。他認為細胞內的蛋白質分子就像熔融的玻璃顆粒。
儘管現在將細胞歸類為玻璃材料可能還為時過早，但法布里認為他的發現可能會改變科學家對包括上面所示的成纖維細胞在內的各種細胞型別的看法。研究結果還可能有助於更好地理解某些疾病（包括哮喘和癌症），這些疾病涉及細胞行為方式的機械變化。