通過配對免疫系統功能精湛的知識與對統計物理的深刻的理解，在賓夕法尼亞大學的一個跨紀律小組到達了一驚奇查找： T 細胞使用類似於方法掠食性動物例如猴子、鯊魚和金槍魚使用尋找他們的犧牲者的一個移動方法搜尋寄生生物。
此新的答案到免疫細胞移動模式裡，科學家能創建免疫系統功能更加準確的設計，可以，反過來，通知新方法對抗疾病從癌症到 HIV/AIDS 到關節炎。
這個研究在獸醫 Penn 的學校介入在前輩作者克里斯托弗獵人之間實驗室的唯一協作，病理生物學部門的教授和主席和安德里亞劉，在物理系的物理 Hepburn 教授和天文。 Penn 狩醫博士後 Tajie 哈里斯和物理研究生愛德華 Banigan 在這個研究也扮演主角。
研究，在日記帳本質將被發布，在鼠標進行了感染寄生生物弓形體 gondii。 此單一含有某種或若乾小細胞的病原生物是傳染的一個常見原因在人和動物的; 和世界人口三分之一一樣多有當前此的傳染的一份休眠表單在腦子。 然而，在 immunocompromised 單個，例如那些與 HIV/AIDS 或經過機構移植，此傳染可能有嚴重結果，包括腦子甚而炎症和死亡。
更加早期的工作向顯示 T 細胞 - 一個關鍵免疫細胞類型 - 是中央的在防止 T. gondii 造成的疾病。 在新的研究中， Penn 研究員使用被傳染的鼠標作為一個自然模型系統瞭解 T 細胞的移動在腦子的如何影響機體的能力控制此傳染。
在免疫學者中，廣泛相信免疫細胞的移動管理一部分通過發信號稱 chemokines 的蛋白質。 Penn 主導的小組顯示出，一特定 chemokine、 CXCL10 和其感受器官非常在 T. gondii 被傳染的鼠標腦子被生產了。 當 CXCL10 被阻攔了，鼠標有少量 T 細胞、一個更加巨大的寄生生物間接費用和有效地再生產的寄生生物。
其次研究員尋求精確定位各自的 T 細胞的確切的移動模式在活組織的從 T. gondii 被傳染的鼠標。 這對多光子想像，依靠精煉的技術，可能顯示在三維數的活組織在實時的強大的顯微鏡是可能的。 使用此途徑，這個小組發現 CXCL10 在 T 細胞能搜索和控制傳染的速度看上去扮演作用。
在某種程度上免疫學者考慮 T 細胞移動模式，許多假設，他們移動一個高度處理的方式查找被傳染的細胞。 但是，當研究員分析了 T 細胞的移動，他們查找他們的數據沒有符合什麼將預計： T 細胞沒有顯示順行。
那是劉和 Banigan 統計物理專門技術進來了的地方。
「我們查看一個更加完全的方式定量這些跟蹤，并且發現標準模型根本沒有適合」，劉說。 「在我們設法查找設計美妙地適合跟蹤的若乾工作後」。
「終於導致我們在正確的路徑下的設計」， Banigan 說， 「有確實有趣的事的一個嚴格的簽名」，是公認的 L-vy 結構設計。
此 「結構」，或一個數學上被分析的路徑，傾向於有許多短的 「步驟」和偶爾的長的 「運行」。 然而這個設計與數據不是充分地一致的。
「相當，我必須查看在 L-vy 結構設計的差異」， Banigan 說，因為研究員也注意到 T 細胞停留了在步驟和運行之間。 像細胞的移動，停留偶爾地長期通常是短的，但是。
獵人比作了這個設計對人員也許使用查找錯放的關鍵字在這個房子裡的方法。
「您什麼時候如何丟失您的關鍵字，您去尋找他們？ 您在一個安排有一陣子查找，然後搬到另一個安排并且查找得那裡」，他說。
「什麼那導致是查找事情一個有效方法」，劉說。
并且 的確，當這個小組塑造了概括的 L-vy 方法其他方法，他們確認 L-vy 結構是查找一個更加高效的技術少見目標。 那有 T 細胞的意義，必須主要正常組織海運找出稀疏被分配的寄生生物。
有趣地， T 細胞不是單獨的在使用一個 L vy 型的方法查找他們的目標。 幾動物掠食性動物移動用一個相似的方式 - 当許多短距離移動散置與偶爾的更加長途的移動 - 查找他們的犧牲者。 這個方法似乎特別公用在海洋掠食性動物中，包括金槍魚、鯊魚、浮游動物、海龜和企鵝，雖然像蜘蛛猴和蜜蜂的地球種類可能使用同一個途徑找出少見資源。
因為寄生生物，像犧牲者種類，演變逃避檢測，此與動物掠食性動物平行也有意義。
「許多病原生物會隱藏，因此 T 細胞不能移動直接地向他們的目標」， Hunter 說。 「T 細胞實際上需要進入區然後發現是否有任何那裡」。
這個設計也是相關與癌症和其他免疫斡旋的疾病，注意的獵人。
「而不是尋找寄生生物，這些 T 細胞可能尋找癌細胞」，他說。 通過知道什麼控制 T 細胞移動， 「您也許能構想方法使 T 細胞高效在查找那些細胞」。
在物理端，而 L vy 結構設計不是新的，情況在他們的步驟或運行之間的 T 細胞停留是未在其他環境以前被認可，當映射路徑的事。
「從物理觀點，有運行和停留是一個新的設計」，劉說。 「生物現象可能說明什麼我們不會考慮否則」。
Penn 合作者工作密謀其他細胞類型跟蹤和相信他們的他們的發現的唯一合夥企業。
「我們一直說此研究可能只發生，因為 [我們的物理同事] 有這樣了不起專門技術和我們有我們自己的單獨專門技術」， Tajie 哈里斯說。 「他們碰運氣從事與我們，并且它結果是確實獎勵的某事」。
來源： 賓夕法尼亞大學