细胞构成我们身体的组织和器官得基本单位，生命世界的基础。同时细菌也是细胞，有单个或者群体形式生活在生物膜中。细胞不是停留在一个地点，运行工作，大部分情况下，细胞会快速地移动。比如当你被割伤，抗感染细胞会聚集到伤口处，准备吞噬细菌入侵者。然后，血小板细胞和血液中的蛋白质聚集并形成凝块来止血。最后，皮肤细胞开始进入伤口以缝合伤口。有害细胞也会运动，就像细胞从原发肿瘤转移到身体其他部位一样。了解细胞迁移的方式和原因，可以为科学家提供新的方法来指导这些细胞，或者在需要的时候关闭或减缓运动。

一，一种新颖的细胞追踪技术--M-TRAIL

一直以来，科学家们研究人类和动物是如何形成的，从受孕时的单个细胞到出生时的复杂个体，尤其对细胞如何移动和何时移动感兴趣。他们用果蝇这样的研究生物来观察小群体细胞的运动，但观察细胞在活体中迁移是有挑战性的，因为组织太致密，不能看到单个细胞的运动。将这些细胞转移到实验室的培养皿中，可能会导致它们的行为有所不同。为了解决这个问题，加州大学的David Bilder和同事改造了这些细胞，当它们移动的时候，身后放置一个发光的蛋白质轨迹，即可在组织中留下一条可追踪的路径。这项技术被称为M-TRAIL，一种追踪体内细胞迁移的新工具，研究人员可以看到细胞在哪里旅行，以及到达那里需要多长时间。

Bilder和他的团队第一次使用M-TRAIL技术在果蝇中，证实了过去用其他成像技术对果蝇的研究结果。此外，他们发现M-TRAIL可以用于研究多种细胞类型。这项新技术可以更长时间地追踪细胞的运动，其他成像技术在几小时内就会对细胞产生毒性。这是很重要的，因为细胞经常要迁移几天才能到达最终目的地。

二，改变细胞的运动模式

除了追踪细胞迁移时的位置，科学家还需要知道是什么促使它们运动，什么控制了它们的运动。来自约翰霍普金斯大学医学院的Peter Devreotes和他的同事正在研究细胞内信号蛋白网络，他们发现，这个网络是控制细胞运动的关键。一旦它被打开，这个蛋白质网络启动细胞的运动机制，包括它的细胞骨架。响应来自网络的信号，细胞开始改变形状，这是细胞迁移的早期步骤。

这个运动网络可以随机启动，也能对细胞外的信号做出反应。Devreotes团队将变形虫细胞放入一盘旋转的水中，变形虫细胞需要能够对周围流动的液体以及周围环境发出的其他信号做出反应。研究发现，细胞内的网络蛋白对漩涡水的反应与对其他环境信号的反应相同。

不同的细胞运动方式不同，有伪足、扇形或从中心波浪状前进。科学家们曾认为，每一种细胞都只使用其中一种模式来移动。相反，当Devreotes和他的团队改变细胞内运动网络中的蛋白质时，他们发现变形虫改变了它们的运动行为，从伪足转变为扇形，波浪起伏状。所以，这种网络可能与来自不同物种的多种细胞相似，协调来自外部的信号，并确定细胞用来移动的机制。

三，改变细胞的运动模式

理解单个细胞的运动方式只能说明部分情况，细胞通常作为一个群体移动，可能会有一些你意想不到的复杂工作。例如，细菌可以协调它们的行为，以有序的方式移动整个群体。Scott ChimileskiLink，哈佛大学医学院的Roberto Kolter实验室的影像专家，使用延时摄影技术来观察细菌是如何做到这一点的。

作为一个团体运动对细菌有好处，但也很昂贵。例如，制造和分泌表面活性剂，一种能减少表面张力，使其更容易滑过的物质，对每个细胞都需要大量的能量。所以，细菌要确保他们的竞争对手不能使用他们制造的表面活性剂。细菌已经进化出了许多方法来告诉他们的近亲远离他们的敌人。它们甚至会释放出抗生素，杀死与它们无关的细菌细胞。Kolter和他的团队认为，武器细菌用于竞争的成功也使它们成为紧密的殖民地并促进合作。Chimileski说，了解细菌菌落的合作与竞争之间的平衡，将有助于弄清像我们自己肠道微生物群落中发生的事情，高度复杂的微生物环境对我们的健康非常重要。