太赫兹辐射可以破坏活细胞中的蛋白质

RIKEN高级光子学中心的研究人员及其合作者发现，太赫兹辐射与传统观念相矛盾，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使用，可能会在操纵方面有应用，例如，但也可能存在值得考虑的问题。太赫兹辐射是微波和之间电磁频谱的一部分，通常被称为太赫兹间隙，因为目前缺乏有效地操纵它的技术。因为太赫兹辐射是由液体阻止的，而且是非电离的-这意味着它不会像X射线那样破坏DNA-正在进行工作，将其用于机场行李检查等领域。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，它可能会对DNA产生一些直接影响，尽管它几乎没有能力真正渗透到组织中，这意味着这种影响只会发生在皮肤表面的细胞上。

然而，有一个问题仍然没有被探索，那就是太赫兹辐射即使在停止后，是否可以通过能量波传播到生物组织中来影响生物组织。来自RAP的研究小组最近发现，来自光的能量可以以冲击波的形式进入水中。考虑到这一点，该小组决定调查太赫兹光是否也会对组织产生这样的影响。

他们选择使用一种名为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。它可以以两种构象存在，即(G)-肌动蛋白和(F)-肌动蛋白，它们具有不同的结构和功能。(F)-肌动蛋白是由蛋白质聚合链组成的长丝。使用太赫兹辐射，他们观察了太赫兹辐射对肌动蛋白水溶液中的链生长的影响，并发现它导致了细丝的减少。换句话说，太赫兹光以某种方式阻止了(G)-肌动蛋白形成链，并成为(F)-肌动蛋白。他们考虑了气温上升造成的可能性，但发现1.4摄氏度左右的小幅上升不足以解释这种变化。研究人员得出结论，它最有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，肌动蛋白细丝的形成受到了破坏。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山崎修(Shota Yamazaki)说，我们很感兴趣的是，它可以在不杀死细胞内蛋白质的情况下对它们产生影响。我们将有兴趣寻找在癌症和其他疾病方面的潜在应用。

研究小组组长大谷千子说，太赫兹辐射今天正在进入各种应用领域，充分了解它对生物组织的影响是很重要的，这既可以评估任何风险，也可以寻找潜在的应用。更多信息，请访问Shota Yamazaki等人。太赫兹辐射能量通过水层的传播：活细胞中肌动蛋白细丝的破坏，科学报告(2020)。电话：10.1038/s4159820-65955-5