在一个充满细菌的世界里,如何保持健康?

2020-12-22 10:41   来源: 互联网    阅读次数:3265

每个人的免疫系统都是不同的。我们身边可能都有这样的同事,即使办公室里的人生病了,他也从不打喷嚏。如今,免疫系统的"不平等"导致了截然不同的结果,一些人在感染新型冠状病毒后身患重病,甚至死亡,而另一些看起来同样健康的人在感染后只有轻微的症状。那么,为什么我们的免疫反应如此不同?如何让每个人的免疫系统更有弹性?这些都是一直困扰着医学研究人员的重要问题。


计算生物学向我们展示了免疫系统识别侵入性病原体的技能。计算生物学向我们展示了免疫系统识别侵袭性病原体的技能。


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在寻找答案的过程中,美国冷泉实验室的研究员和生物信息学专家汉娜·迈耶(汉娜·迈耶)注意到了一类名为T细胞的白细胞。这是一种淋巴细胞,在免疫反应中起着重要作用。T细胞在骨髓产生后,到达胸腺,血液流动,它们在那里"训练"和成熟。胸腺是人体的中央淋巴器官,位于心脏附近,通常分为不对称的左叶和右叶。


汉娜·迈耶指出,T细胞不仅能够识别和消除感染外来入侵的细胞,如新型冠状病毒,而且在需要时还能向免疫系统的其他部分发送信号,以动员它们。这些功能取决于T细胞区分危险病原体和人体细胞本身的能力,这些病原体是在胸腺腺中获得的,而且也不知道如何做到这一点。"梅耶说:"我们知道胸腺代表一切。"但我们不知道它是如何调节的。


计算机模拟


在胸腺这个独特的微环境中,T细胞和上皮细胞以几乎无限的组合和顺序相互作用。我们可以在实验室直接观察这些相互作用,但如果你试着用经验来探索它们,就会像尝试每一种可能的方法来预测棋局的结果一样。汉娜·迈耶(汉娜·迈耶)正在设计计算机模型来模拟这些组合,以确定哪种组合对胸腺T细胞的训练更为重要。这些结果将使实验室研究更具针对性。


对免疫细胞和免疫反应的计算机模型的实验室研究通常存在于各自的学术领域,梅耶目前正在做的是将两者整合到一个更大的领域,即计算生物学(计算生物学)。"她说,"我们需要结合实验和计算,才能基本理解‘健康’的真正含义,并了解某些症状可能有什么问题。


在汉娜·迈耶的实验室里,该团队设计了一个程序来模拟T细胞所经历的环境。他们可以添加环境变量,评估各种细胞反应的可能性,并进行实验,将模型的结果与免疫细胞的实际行为进行比较。他们的目标是弄清楚新生T细胞如何转化为对抗病原体的"免疫战士",最终确定传染病、癌症、饮食和免疫系统之间的联系。

责任编辑:无量渡口
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