美國利哈伊大學和洛桑大學的一個多學科科學家團隊發現並描述了裂殖酵母細胞獲得其管狀形狀的新機制。 在洛桑大學馬丁實驗室的實驗生物學家所進行的研究中利用光來激活轉基因裂殖酵母細胞內的進程，該實驗室由教員Sophie Martin領導。

團隊成員在進行此類實驗時注意到，某種蛋白質被引入細胞后，會從細胞生長區域移位。 因此，他們聯繫了Dimitrios Vavylonis，他領導著利哈伊大學物理系的Vavylonis小組，以找出原因。

理論物理學家Vavylonis說：”我們接著做了一個計算類比，將細胞膜’生長’與蛋白質運動結合起來，並對我們與他們討論後考慮的其他一些假設進行建模。 “

這種多學科合作結合了建模和實驗來描述一個以前不為人知的生物過程。 這些團隊發現並描述了一個簡單的酵母細胞用來獲得其形狀的新機制。 他們在最近一期《科學進展》雜誌上發表的一篇名為”通過分泌物誘導的質膜流動實現細胞圖案化”的論文中描述了這些結果。

圖片描述了膜流動對細胞膜相關蛋白分佈的影響。 具有低流動性的蛋白質（綠色）與流動相耦合，並從分泌區被耗盡。

Vavylonis說，當細胞移動或生長時，它們必須向這些生長區域添加新的膜。 膜的輸送過程被稱為外滲。 細胞還必須將這種膜輸送到一個特定的位置，以保持一種叫做”極化”的方向感，或者以一種協調的方式生長。

“我們證明瞭這些過程是耦合的：局部過量的外泌作用導致一些附著在膜上的蛋白質從生長區域移動（’流動’），”Vavylonis說。 “這些移開的蛋白質標誌著非生長細胞區域，從而建立了一個自我維持的模式，這就產生了這些酵母細胞的管狀形狀”。

這是第一次發現這種細胞模式化的機制：細胞在其表面獲得空間不均勻性的過程。 實驗結果經過分析后確認他們在類比中注意到的蛋白質分佈與從活細胞實驗中收集到的數據相符。

該團隊說，這項工作可能對研究與細胞生長和膜交通有關的過程的研究人員特別感興趣，如神經生物學家和研究癌細胞過程的人。

“我們的工作表明，生物系統中的模式通常不是靜態的，”Rutkowski說。 “模式通過涉及連續流動和周轉的物理過程建立起來。”

“我們能夠為通過膜流動的模式化模型提供支援，”Vavylonis說。 “最後，小組能夠利用這些知識來設計其形狀可由光控制的細胞。”