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密歇根州东兰辛密歇根州立大学(bob体育登录MSU)的科学家们的一项新研究项目将探索BOB体育在细胞水平上驱动疾病和免疫的机制，这项工作将彻底改变我们对植物和动物(包括人类)生病原因的理解。

这项为期四年的项目，由美国联邦政府拨款120万美元美国国立卫生研究院，将研究病原体操纵细胞组织结构的过程，从而抑制细胞对威胁做出反应的能力。

Brad Day，密歇根州立大学教授植物、土壤和微生物科学系“，，领导该项目。

“我们是第一批真正研究这一领域的团队之一，”戴说。“围绕免疫和疾病的过程是生物学的一个基本组成部分，我们的实验室多年来一直在努力更好地理解这一过程。”

当一个细胞受到病原体的攻击时，它会触发肌动蛋白细胞骨架(赋予细胞形状的微丝的纠缠集合)的反应，以激活禁止入侵者进入的基因。在正常情况下，肌动蛋白细胞骨架类似于蜘蛛网，每条链都在不断移动。然而，当受到攻击时，这种运动就会停止，肌动蛋白微丝就会捆绑在一起。

Day的实验室自2bob体育登录006年以来一直在细胞水平上研究疾病和免疫，此前的研究表明，病原体能够抑制这一过程，阻止肌动蛋白捆绑，并阻止导致细胞对攻击做出反应的基因表达，使生物体容易受到感染。

细胞的这种防御特征是高度保守的，这意味着它出现在广泛的生物中，包括人类。过去的医学研究表明，许多患bob体育登录者的肌动蛋白细胞骨架没有发挥应有的作用，使他们容易患病。发现这一特征是如何被打破的，可以为治疗主要的人类疾病，包括阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病，以及农作物疾病开辟新的方法。

解决新的科学问题需要先进的方法，戴的实验室已经开发出了这项工作的工具。使用拟南芥这是一种小型开花植物，由于其基因组相对简单，通常被用作植物生物学的模型，该团队创造了一套新颖的高分辨率成像和分析设备。这将使他们能够识别基因表达和肌动蛋白细胞骨架组织在植物细胞受到病原体攻击时的特定变化。

Day解释说:“我们正在将肌动蛋白细胞骨架中的特定变化与植物细胞中特定基因的诱导和表达联系起来。”“比如说，如果一股肌动蛋白被旋转90度，我们已经有数据显示基因表达会因此发生变化，这可能会限制植物的防御反应能力。如果病原体进入并这样做，整个有机体都可能被攻击。我们想知道这到底是怎么发生的。”

当Day的团队观察病原体和肌动蛋白细胞骨架之间的相互作用时，他们将采用另一种与日本同事共同开发的方法，称为“激光共聚焦显微镜”来量化这些变化。通过这种技术，他们将每10秒捕获100张肌动蛋白细胞骨架的图像——每次实验5000张图像——并通过计算机化的分析程序运行它们。该程序将每张图像分解并测量每个微丝的行为。这使Day能够看到在什么情况下肌动蛋白被阻止捆绑以防止感染。

戴说:“这个项目使我们能够深入研究这种机制的本质，希望我们能发现以前未观察到的特征。”“这对人类健康有重大影响。这有可能影响我们人类面临的一些最严重疾病的治疗方法，我为我的团队做出的贡献感到自豪。”