邓林红论文当选《科学观察》快速突破论文

佚名

根据汤姆森科技信息集团(Thomson Scientific)出版的网络版《科学观察》（http://sciencewatch.com,）发布的消息，重庆大学邓林红教授2006年发表在《Nature Materials (自然杂志•材料分刊)》上有关细胞骨架动力学的论文（http://www.nature.com/nmat/journal/v5/n8/abs/nmat1685.html, ）于2008年2月当选材料科学领域的“快速突破论文”，《科学观察》为此与邓林红教授进行了书面访谈。

《科学观察》是全球科技信息权威来源汤姆森科技信息集团(简称汤姆森科技，Thomson Scientific)旗下专门跟踪基础科学研究发展趋势与表现的信息提供者。汤姆森科技是目前全球科技创新、知识产权发展以及医药研发等领域最权威的信息服务解决方案供应商。所提供的信息资源与服务包括著名的: Science Citation Index (SCI收录), Current Contents, ISI Web of Knowledge等。汤姆森科技专家依据其独有的《基本科学指标， Essential Scientific Indicators, ESI》数据分析统计体系，对最近取得显著进展或具有特别影响的科研领域进行引用分析和评论，筛选出覆盖面很广的22个科学领域里引用率最高的论文。这些论文构成了各领域每年前1%的顶尖论文，并且每两个月更新一次入选论文。入选论文又被分成包括“快速突破论文，Fast Breaking Papers”在内的不同专题进行介绍。其认定的“快速突破论文”不仅引用率高，而且在每两个月更新期间的引用增长率最高，因此代表了正在日益得到科学界关注的最新的科学贡献，从而被冠以“快速突破论文”。

细胞骨架的动力学特性很大程度上决定了活细胞的机械特性，而这种特性又影响一系列的重要的细胞行为如：细胞迁移，细胞增殖和细胞间通讯等。尽管已经有大量的研究，细胞骨架动力学的奥秘还没有完全解开，部分原因是由于缺少公认的物理模型来解释其复杂的本质和重要特性。由于近来在贴壁细胞培养的研究中，越来越多的证据表明细胞骨架行为表现很像胶体一类的材料；而这类材料都被归入不受热能驱动的“slow dynamics”－－非线性弹性力学中新发现的一种物理现象（生物通编者注）。

然而长期以来人们熟知的体外细胞骨架蛋白重组纤丝系统－－这个模拟模型中的动力学是受由细胞骨架蛋白构成的半弹性纤维的热力波动来驱动的。新的发现和原来的模型之间的矛盾引发热烈的争论－－两种观察结果是否仅限于特定的研究材料，是否都不能代表真实活细胞的行为。邓教授的文章里采用了新鲜分离的平滑肌细胞和贴壁培养细胞。这种刚分离的细胞无论在结构上还是在生物学特性都朝着体内活细胞靠进了一大步。结果发现在低频条件下（<100Hz）下细胞骨架表现和培养细胞类似，如同软玻璃材料，不过更加有弹性柔软。但是在高频条件下这种软玻璃行为特征则表现为转向半弹性纤丝系统的弹性行为特征。这篇文章有助于理解重组纤丝系统的弹性模型和活细胞的玻璃态这两种不同的模型之间的关系，也是首次证实以往仅在体外实验中观察到的弹性模型确实存在。由于弹性体形式仅在高频（1kHz）态下出现，而细胞常态往往远低于这种高频，因此活细胞应被看作非弹性体为主。

邓林红教授在与《科学观察》的访谈中称，此论文首次例证了活细胞行为表现既可以像软体玻璃材料一样，也可以像半弹性纤丝构成的网络系统一样，这取决于细胞改变其形状的速度。在高速变形的时候，细胞表现为单纯的弹性体, 其物理行为完全由平衡态热力学所决定。然而在生理变形速度范围内，细胞表现为一种所谓的软玻璃态。换句话说，细胞就像玻璃在受热时改变其性状一样是，可以在受到物理或者化学变化时转变其性状，在介于固态和液态之间发生形态游移。这个重要发现有可能个彻底改变我们对生命细胞行为规律及其调控机理的认识，帮助我们更好的理解细胞在正常和病态环境下的行为表现及其在疾病发生、发展过程中的所用机制。