细胞从敌人中选择朋友的方式可以用一个叫做“九死一生问题”的经典数学难题来描述。
这是生物学家、免疫学家和数学家国际合作的重要发现，发表在《美国国家科学院院刊》上。
狭义逃逸是细胞生物学中经常使用的框架。它假设随机移动的粒子被捕获在只有一个小出口的空间中，并计算每个粒子逃逸所需的平均时间。
“这是一些熟悉的方程的新应用，”麦格理大学数学与统计系的合著者贾斯汀祖(Justin Tzou)说。
Tzou与来自英国牛津大学和剑桥大学、加拿大不列颠哥伦比亚大学和瑞典斯科维德大学的同事一起，分析了通过识别和攻击入侵者的T细胞检测潜在病原体的方法。研究人员发现，用于九死一生的方程式在决定是否触发免疫反应方面发挥着关键作用。
“九死一生的问题最终会变成T细胞受体的近亲，”贾斯汀说。“这是关于确定扩散的粒子在逃逸前在某个区域停留多长时间。”
T细胞的独特形状为触发被称为T细胞受体的分子创造了一个所谓的“紧密接触区”。与大多数表面相对光滑的细胞不同，T细胞被褶皱、突起和其他突起覆盖。
长期以来，科学家们都知道T细胞受体分子位于细胞表面，可以识别敌人并引发敌对反应。
受体中包含的分子模式反映了细菌、肿瘤和其他危险入侵者表面的分子模式。但确切地说，如何识别和触发这个过程——尤其是如何快速准确地工作——一直是个谜。
研究人员认为，T细胞异常强大的形状起着重要作用。
表面的突起意味着它与潜在敌人细胞的接触面积非常小——只有几百纳米，或者比人类头发的宽度小一千倍。
根据新的理论，T细胞受体遵循两秒钟规则：如果它们在小接触区域停留超过两秒钟，化学过程就会开始报警并引发攻击。
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