新研究揭示了細胞“吃”東西的發生原理
一項最新研究顯示細胞膜(cell membranes)是如何彎曲形成“嘴巴”,從而使細胞能夠吞噬它們周圍的東西。該研究的主要作者、來自俄亥俄州立大學物理學副教授科默特·庫拉(Comert Kural)說:“就像我們的飲食習慣基本上塑造了我們體內的任何東西一樣,細胞’吃’的方式對細胞的健康很重要。而科學家們直到現在才了解到這是如何發生的機械原理”。
最近發表在《Developmental Cell》雜誌上的這項研究發現,一個細胞的細胞間機制組裝成一個高度彎曲的籃子狀結構,最終成長為一個封閉的籠子。科學家們之前認為該結構開始時是一個平坦的格子。Kural 說,膜的彎曲度很重要。它控制著將物質帶入和帶出細胞的口袋的形成。
這些口袋捕捉細胞周圍的物質,在細胞外物質周圍形成,然後變成囊泡–只有紅血球百萬分之一大小的小囊。囊泡將對細胞健康重要的東西–例如蛋白質–帶入細胞。但是它們也可以被病原體劫持,從而感染細胞。
在過去40 年裡,一直困擾著研究人員的問題是,這些囊泡是如何從平坦的膜上形成的。Kural 說:這是細胞研究中的一個爭議。我們能夠使用超分辨率熒光成像技術來實際觀察這些口袋在活細胞內的形成,因此我們能夠回答這些口袋是如何形成的這個問題”。
Kural 說:“簡單地說,與以前的研究相比,我們製作了細胞的高分辨率電影,而不是拍攝快照。我們的實驗顯示,蛋白質支架一旦被招募到囊泡形成的地點,就開始使底層膜變形”。
細胞消耗和排出囊泡的方式對生物體起著關鍵作用。這一過程有助於清除血液中的壞膽固醇;它還能傳遞神經信號。眾所周知,這一過程在幾種疾病中會發生斷裂,包括癌症和阿爾茨海默氏病。
Kural 說:“了解膜結合囊泡的起源和動態是很重要的–它們可以被用來傳遞藥物以達到醫療目的,但同時也會被病毒等病原體劫持以進入和感染細胞。我們的結果很重要,不僅對我們了解生命的基本原理,而且對開發更好的治療策略也很重要”。