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太赫兹辐射可以破坏活细胞中曹留社区的蛋白质

物理学 2022-01-21 23:59:16

作者:RIKEN 信用:CC0公共领域 RIKEN高级光子学中心的研究人员及其合作者发现,与传统观点相反,太赫兹辐射可以破坏活细胞中的蛋白质,而不会杀死它们

这一发现意味着,长期以来被认为不切实际的太赫兹辐射可以应用于例如操纵细胞功能以治疗癌症,但也可能存在需要考虑的安全问题

太赫兹辐射是微波和红外光之间的电磁波谱的一部分,由于目前缺乏有效操纵它的技术,这通常被称为“太赫兹间隙”

因为太赫兹辐射被液体阻挡,并且是非电离的——也就是说它不会像x光那样破坏脱氧核糖核酸——所以将它用于机场行李检查等领域的工作正在进行中

它通常被认为在组织中使用是安全的

然而,最近的一些研究发现,它可能对脱氧核糖核酸有一些直接的影响,尽管它实际上几乎没有渗透到组织中的能力,这意味着这种影响只会在表面皮肤细胞上

然而,一个仍未被探索的问题是,太赫兹辐射是否会影响生物组织,即使它已经停止,通过能量波传播到组织中

RAP的研究小组最近发现,光的能量可以作为冲击波进入水中

考虑到这一点,该小组决定研究太赫兹光是否也会对组织产生类似的影响

他们选择使用一种叫做肌动蛋白的蛋白质进行研究,肌动蛋白是为活细胞提供结构的关键元素

它可以以(G)-肌动蛋白和(F)-肌动蛋白两种构象存在,这两种构象具有不同的结构和功能

肌动蛋白是一种由蛋白质聚合物链组成的长纤维

利用荧光显微镜,他们观察了太赫兹辐射对肌动蛋白水溶液中链生长的影响,发现它导致细丝减少

换句话说,太赫兹光以某种方式阻止了肌动蛋白形成链并变成肌动蛋白

他们考虑了这是由温度上升引起的可能性,但是发现大约1

4摄氏度不足以解释这一变化

研究人员得出结论,这很可能是由冲击波引起的

为了进一步验证这一假设,他们在活细胞中进行了实验,发现在细胞中,就像在溶液中一样,肌动蛋白丝的形成被破坏了

然而,没有迹象表明辐射导致细胞死亡

发表在《科学报告》上的这项研究的第一作者翔太·山崎说:“我们很感兴趣地看到,太赫兹辐射可以对细胞内的蛋白质产生影响,而不会杀死细胞本身

我们将有兴趣在癌症和其他疾病中寻找潜在的应用

" 研究小组的负责人大谷千子说:“如今,太赫兹辐射的应用越来越广泛,充分了解它对生物组织的影响非常重要,这既可以评估任何风险,也可以寻找潜在的应用

"

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