最新技术展示人体细胞内部的活动过程

一部“细胞的内部活动”的动画片引起关注,它采用最先进的3D技术和动画效果,生动展示了人类肉眼看不到的细胞内部分子活动过程。


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近日一个名为“细胞的内部活动”的动画片引起了生物学家和细胞学研究者的极大关注。该动画片长八分钟,是哈佛大学委托XVIVO公司为其相关细胞学专业学生制作的教学片。


这部动画片采用最先进的3D技术和动画效果十分生动的展示了人类肉眼看不到的细胞内部分子活动过程,尤其是白细胞对其环境与外来刺激的反应机理和各种人体细胞组织的运动过程。




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演示白细胞的变形运动


白细胞是人体和动物血液及组织中的无色细胞,白细胞一般具有活跃的移动能力,它们可以从血管内移动到血管外。由于无法直接观察,所以通过这部动画片研究者和学生可以生动的看到白细胞的形态和运动。特别是动画展示了白细胞在吞噬异物时产生抗体的情形,专业人士表示这将有助于研究白细胞在机体损伤治愈、抗御病原的入侵和对疾病的免疫方面重要的作用。


科学家认为,所有的白细胞都能作变形运动。在这部动画片中,人们可以看到白细胞穿过血管壁,在医学上这一过程称作血细胞渗出(diapedisis)。最新研究认为,白细胞还具有趋向某些化学物质游走的特性,称为趋化性。但是这部动画片没有具体的展示这种趋向性,动画片的制作方表示这是因为白细胞的趋化性目前还没有得到科学界的普遍认可,还是一个值得讨论的问题。




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演示细胞运动的过程


最新研究表明,细胞运动依赖于伪足的边缘凸起、粘着和恢复来实现。通过这部动画片,生动的演示了细胞在运动的过程中是如何受到生物力学调节的。


根据美国哥伦比亚大学和法国波尔多二大学(Université Bordeaux 2)等科研机构的最新研究成果,在这部动画片中,我们可以看到细胞核在受到肌肉细胞组织的牵引后向上方弯曲、边缘收回和形成新的粘着的全部过程。然后,肌肉细胞组织从边缘分开,围绕血液中的细胞组织向后端扩展,开始下一轮运动。这一过程通过动画和3D的形式生动的再现了人体细胞组织的运动过程,科学家认为,这将有助于揭开一些未知的细胞运动之谜。




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演示神秘的马达蛋白


2007年2月,宾夕法尼亚大学医学院的研究者发现了一种参与细胞形态塑造、细胞运动和细胞复制的重要蛋白——“马达”(motor)。据研究者称,如果这种马达蛋白的结构没有正确形成,细胞学一些最为基本的功能可能会发生紊乱,如细胞分裂和物质转运,这种蛋白的缺损很容易引发癌症和痴呆等病症。科学家介绍,作为一种结构性蛋白,马达蛋白最主要的功能可能在于塑造了不同类型的细胞,形成了细胞分裂中必不可少的纺锤体;马达蛋白通过这些分裂的细胞来运输营养物质、废物蛋白和神经递质。但是这种马达蛋白的形状一直比较神秘。


现在科学家通过最先进的3D虚拟技术和动画演示,展示了神秘的马达蛋白通过平衡细胞运动,实现细胞有序排列的全部过程。科学家指出,这将有助于加深对马达蛋白的进一步研究,有利于对人类癌症和痴呆等病症的治愈,但是一些关键的涉及到马达蛋白为什么会发生缺损的问题的研究还在继续。


来自XVIVO专业动画制作公司的约翰-利布莱尔和哈佛的阿兰-维埃尔博士表示,运用最先进的3D和动画技术,再结合最新的细胞学研究成果,有助于研究者对人体各种细胞组织的进一步认识和研究。特别是动画片可以直观的展示各种细胞的运动情况,有利于科学家和医学专家准确的掌握动向型细胞分子情况。据哈佛大学华德-休斯医学研究所的罗伯特-鲁博士的透露,不管是生物专业的新生还是细胞生物学的大二学生都反映,这部动画片能极大的激发他们的学习和研究热情,初步评估表明,采用教学动画的话,可以使学生的在相关方面的学习成绩提高百分之三十。


哈佛大学华德-休斯医学研究所已经拔出专款给罗伯特-鲁博士,与XVIVO签约,准备为同一个教学系列课程制作更多的动画片。(和平)


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