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发信人: foxpp (沉默是金), 信区: other
标  题: 玻璃细胞动物园(zz)
发信站: 听涛站 (2001年10月04日17:57:09 星期四), 站内信件

转载自：http://www.scienceworm.com
2001-10-2：玻璃细胞动物园 （本站有原文）

    人类是脆弱的生物：容易破碎的心，容易崩溃的情感。不过，在
10月1号的PRL上的一篇文章，将人类的脆弱性带到了一个新的水平：
我们的细胞实际上就像融化了的玻璃。这个惊人的发现是通过测量一
个细胞发生畸变时的承受能力得到的。该结果对理解很多疾病都有帮
助，例如哮喘、癌症、传染病等。这些疾病都涉及到细胞力学性质的
改变。

    有一些理论将细胞描述为充满液体的弹性薄膜——类似水球。如
果薄膜以一个低频率被交替的拉伸和压缩，细胞是有弹性的。然而如
果频率过高，内部的液体会让它变硬。很多研究者相信，如果细胞可
以在一个很宽的范围的频率内震动，那么它将在一个很窄的频率范围
内突然变得坚硬。

    然而一项新的研究置疑了这个观点。哈佛大学Ben Fabry领导的小
组希望看到平滑肌细胞（存在于肺和支气管）是如何相应振荡的。他
们在每个细胞膜上附着了一个5微米直径的磁粒。如果将其放在一个振
荡磁场内，那么该颗粒将来回的晃动，从而拖动了附着处的细胞膜。
用摄像机记录下这种震动，然后输入计算机，并用计算机通过一些简
单的计算得到了磁颗粒在5纳米范围内的运动。通过改变磁场的振幅和
频率，他们就可以得到细胞受挤压时是如何响应的。

    如同预期中一样，细胞在开始时是轻微摇动的，但是当频率升高
时，细胞并不会突然变硬，而是缓慢的变硬。“这个结果非常令我们
吃惊。”Fabry说，因为这和水球模型相抵触。事实上，这个行为是
和玻璃一致的。这里玻璃是指一大类的非晶物质，包括窗玻璃以及液
体和颗粒的混合物。Fabry和他的小组相信肌肉细胞内的长蛋白质分子
的表现和融化玻璃的颗粒相类似。在玻璃中，颗粒经常会在有序化过
程中重新排列。

    “我想这非常令人兴奋，因为软玻璃物质的概念现在延伸到了生
物领域，”伦敦国王学院的Peter Sollich说。不过他还认为，将活
细胞归入玻璃物质类仍然还处在尝试阶段。他相信在下结论之前，对
细胞其他特性的进一步研究是必须的。同时，Fabry说，如果他自己是
正确的，那么这一工作将从根本上改变研究人员对细胞的认识，并且
帮助他们理解很多疾病。例如哮喘，它可能起因于呼吸系统内平滑肌
细胞的力学性质。

    By Geoff Brumfiel
Phys. Rev. Lett., 87, 148102 (2001).
Edited by slli@SMTH


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