Простые клетки справились с лабиринтом из живой изгороди

Для одной клетки человеческое тело представляет собой гигантский лабиринт тканей, химических веществ и капилляров. Он заполнен триллионами других клеток, которые суетятся, как пассажиры на самой загруженной железнодорожной станции в мире. Каким-то образом среди всего этого шума большинству клеткам удается добраться до места назначения.

Как они это делают? Они используют хемотаксис — способность ориентироваться, ощущая присутствие или отсутствие химических веществ в окружающей среде. Сперматозоиды используют хемотаксис для обнаружения яйцеклеток, белые кровяные тельца используют его для сплочения вокруг участков инфекции, а раковые клетки таким образом метастазируются через уязвимые ткани. Клетки перемещаются из областей с более низкой концентрацией химического вещества (в новом исследовании это был раствор аденозинмонофосфат) в области с более высокой концентрацией.

Но иногда есть несколько мест на выбор, как в лабиринте. Чтобы определить, какая ветвь содержит более высокую концентрацию вещества, клетки разрушают молекулы перед собой, заставляя вещество из близлежащих областей перемещаться к ним. По мере продвижения клеток вперед вещество истощается все больше и больше, и в конечном итоге короткие тупиковые ветви лабиринта полностью лишаются его, порой даже до того, как клетки достигают выхода. Самые длинные лабиринты занимали около двух часов, а самые короткие — всего 30 минут. Реальные клетки действовали точно так же, как и моделируемые на компьютере. Столкнувшись с выбором между коротким тупиковым путем и длинным путем, ведущим к выходу, клетки всегда выбирали длинный путь. В более сложных лабиринтах где длина тупиковых путей была равна длине правильного, клетки выбирали верную дорогу примерно в 50 процентах случаев.