最新研究發現:免疫系統越“亂”,細胞工作越高效_風聞
造就-造就官方账号-发现创造力2019-08-14 22:25
研究人員發現,混沌理論(也就是人們經常所説的“蝴蝶效應”)在免疫系統中扮演了重要角色。
免疫系統非常複雜,這一點無可否認,但我們之中的大部分人還是會傾向於認為,免疫系統像時鐘一樣以一種異常精確的方式工作着。然而,一項最新研究發現,免疫系統在自我調節的過程中,不僅存在相當數量的“混亂”節奏,而且這種“混亂”可能是其不可或缺的一部分。
在數學中,“混沌理論”描述的是複雜系統中的微小變化像滾雪球一樣不斷累積,而後造成重大差異,甚至導致無法對最終結果進行準確預測。這也就是被大眾所熟知的“蝴蝶效應“,即,地球這一頭有一隻蝴蝶扇動一下翅膀,導致地球那一頭颳起一陣颶風。
有意思的是,最近,這一理論被運用到了生物學上:我們通常認為,活的生物是傾向於避免混亂的。哥本哈根大學尼爾斯·玻爾研究所(Niels Bohr Institute)的一支團隊卻發現,雜亂無章的節奏可能在免疫系統中扮演了重要角色。
這支團隊研究了一種叫做NF-κB的蛋白質在免疫系統應對威脅時是如何起作用的。他們發現,這種蛋白質並非在人體內維持一個常量水平,而是會隨着時間的推移產生波動。儘管之前已經有研究表明這種情況的確會出現,但這項新研究首次指出,此種效應是“混亂節奏“的結果。
同時,免疫系統也不僅僅是“允許“這種混亂節奏的存在而已。研究人員發現,隨着NF-κB水平的波動,某些特定基因的激活率也增加了,這意味着,當免疫系統內的“混亂節奏”維持在健康水平時,蛋白質的工作效率會處於巔峯狀態。
“這一結果對我們理解免疫系統如何運作,以及諸如糖尿病、癌症等重大疾病的發生率等問題,有着十分重大的意義,”該研究論文的合著者摩根斯·楊森(Mogens Høgh Jensen)説,“比如,我們都知道癌症和人體內的信號失靈有關。因此,要避免患上癌症,就要讓細胞工作處於正確的節奏。”
該團隊表示,這一發現對於未來許多疾病的治療具有積極意義。
“可能會推動能確保蛋白質正常工作的新藥物出現”,論文合著者馬西亞斯·海爾特伯格(Mathias
Heltberg),“未來,疾病的治療方法也可能包括從體內抽取一定數量的細胞進行測試,以衡量細胞是否處在正確的共振節奏之中。如果不是,那麼醫生就能提前預測和發現疾病。”
上述研究發表於《自然通訊》(Nature Communications)雜誌。