har du et brændende videnskabsspørgsmål? Send det til [email protected] og vi vil forsøge at besvare det her eller i et fremtidigt nummer af bladet.
Hvis du ikke har bemærket det, har vi opdaget Magasinbloggere, der er kommet ind i den trykte version gennem en ny månedlig funktion kaldet Ask Discover. Du spørger, vi svarer. Sidste måned tog Neuroskeptic på at drømme, men denne måned handler det om intercellulær chatter:
Damn, Paul! Det er et stort spørgsmål. Her er mit magasin svar:
celler kommunikerer gennem deres eget sprog af kemiske signaler. Forskellige forbindelser, såsom hormoner og neurotransmittere, fungerer som ord og sætninger, fortæller en celle om miljøet omkring det eller kommunikerer meddelelser. Når bugspytkirtlen opdager, at en person lige har spist, frigiver det for eksempel hormoninsulinet for at fortælle andre celler i kroppen at fjerne glukose fra blodet. Ligesom en person har brug for ører så meget som en mund for at føre en samtale, bruger celler receptorproteiner enten på den ydre cellevæg eller inde i selve cellen for at “høre” forskellige signaler. Når signalkemikaliet binder til en receptor, tænder proteinet en signalkaskade i cellen, der i sidste ende fører til cellens respons. Hver celle har receptorer, der kan registrere mange forskellige signaler, så de bliver konstant bombarderet med biologisk samtale. Forestil dig at være i et rum og have alle taler på dig på en gang! Så hvordan bruger en plante cellulær kommunikation til at vokse mod sollys? De voksende tips af planter producerer hjælpestof-et hormon, der fortæller celler til at vokse og opdele — som derefter sendes til resten af planten. De skyggefulde dele af en plante modtager mere hjælp, hvilket får disse celler til at forlænge, mens solcellerne ikke gør det. når den ene side forlænges, mens den anden side forbliver den samme, bøjes planten.
Jeg ville dog bemærke, at dette er det superkorte, utroligt forenklede svar. Cellulær kommunikation er uforklarligt kompliceret. For eksempel er disse veje forbundet med en enkelt receptor, B-celleantigenreceptoren:
det sammenfiltrede net af B-celleinteraktioner, fra cellesignalteknologi
ikke kun gør individuelle receptorer mange ting, forskellige reaktioner er knyttet til en bred mangfoldighed af receptorer og meddelelser. Tag proteinet Akt, en serin/threoninkinase (hvilket betyder, at det tilføjer fosfatgrupper til serin eller threonin aminosyrer på andre proteiner). Akt er impliceret i signalering kaskader i hele kroppen, og er en af de vigtigste aktører i kræft signalering:
Akt og dets mange signalreceptorer og mål, fra Cellesignalteknologi
hele karrierer er dedikeret til at opdage, hvordan forskellige signaler eller intercellulære veje fungerer. Ved at studere cellulær kommunikation håber forskere at afdække nøglebudskaber eller modtagere, der kan bruges til at ændre, hvordan celler virker. For eksempel er en sammenbrud i kommunikation en del af, hvad der gør det muligt for kræftceller at vokse ukontrolleret. Troen er, at hvis vi kan løsne det snoede net af kemiske interaktioner inden for og mellem celler, kan vi finde måder at styre levende væv til at gøre, hvad vi vil, hvad enten det er voksende organer i kulturretter, giver planter og dyr modstand mod skadedyr eller bekæmper uhelbredelige sygdomme.
når du tænker over det, er dybest set alle vores lægemidler kemiske meddelelser eller designet til at stoppe dem. Nogle stoffer enten efterligne eller er identiske med naturlige kemiske budbringere, så når vi pop en pille, vi påvirker samtalen foregår i vores krop. Andre ser nok ud som dem til at sidde fast, hvor de rigtige ville binde og blokere meddelelser fra at blive modtaget.
Nogle gange sender vi signaler til vores celler, når vi ikke har til hensigt at. Der er en række kemikalier, vi bruger industrielt, for eksempel efterligner hormonet østrogen, og når de kommer ind i vores kroppe, begynder de at fortælle celler at gøre ting, vi ikke vil have dem til at gøre. Disse miljøøstrogener er blevet et stort reguleringsproblem, og ikke kun på grund af os, men også på grund af de virkninger, de har på planter og dyr, som de kommer i kontakt med.
uanset om vi nogensinde har en kontrolleret samtale med vores kroppe eller ej, jo mere vi forstår de måder, celler kommunikerer på, jo mere sætter vi pris på, hvor komplekse og indviklede mini-maskinerne er. Disse små computere behandler millioner af signaler hver dag. De kommunikerer på tværs af uudgrundelige afstande for at koordinere forskellige kropsdele. Og selvom vi ved meget om, hvordan de fungerer, er den mikroskopiske verden stadig et meget fremmed sted for os metasoere, og vi er kun lige begyndt at forstå, hvad der foregår på mobilniveau.
Her er en smuk fancy video, der ser på cellekommunikation fra et stort billede perspektiv:
Der er også en dejlig TED video om bakteriel kommunikation af Bonnie Bassler.