如果你想理解細(xì)胞膜是如何工作的,亞當(dāng)科恩說(shuō),看看你的廚房?？贫?物理化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)教授,是一項(xiàng)新研究的主要作者,顛覆了傳統(tǒng)理論對(duì)細(xì)胞膜的流體性質(zhì)以及它們?nèi)绾螒?yīng)對(duì)緊張。

科學(xué)家一直認(rèn)為,膜像粘稠的液體,類似于蜂蜜,和緊張可能傳播幾乎立即從一個(gè)細(xì)胞到另一個(gè),但科恩和鄭史,博士后研究員在科恩的實(shí)驗(yàn)室工作顯示他們實(shí)際上更接近半固態(tài)像果凍。11月1日的一篇論文中描述的研究發(fā)表在《細(xì)胞。

“傳統(tǒng)的圖片是我們所說(shuō)的二維流體膜,即脂質(zhì)分子,使其被困在飛機(jī)的膜…但在飛機(jī)這些分子可以移動(dòng),”Cohen說(shuō)。“這就像人在中央車站轉(zhuǎn)來(lái)轉(zhuǎn)去Station-everybody堅(jiān)持地板的平面,但他們可以移動(dòng)。人們做了大量的實(shí)驗(yàn),他們坐在膜貼上轉(zhuǎn)移膜蛋白質(zhì),能夠看著他們分散。

“人認(rèn)為,因?yàn)槟は褚后w,如果你拖著它的一邊,它會(huì)流到緊張又平衡的,”他繼續(xù)說(shuō)。“人們認(rèn)為這種傳播的張力會(huì)非?？?而且它可能是一種細(xì)胞信號(hào)從細(xì)胞膜的一部分到另一個(gè)地方。”

雖然有許多研究表明膜工作,缺乏實(shí)驗(yàn)證據(jù)來(lái)支持它。

科恩說(shuō),有什么工作,來(lái)自實(shí)驗(yàn)的研究人員創(chuàng)造了“合成”膜,然后表明張力幾乎是立刻傳播從一邊到另一邊。

記住,理解,科恩和施看到張力轉(zhuǎn)移行動(dòng)發(fā)展中一個(gè)熒光蛋白光信號(hào)穿過(guò)細(xì)胞膜。

“我們的想法是,這個(gè)非常敏感的觸覺(jué)行為通過(guò)這些tension-gated離子通道,我覺(jué)得它很酷,如果,而不只是在我們的神經(jīng)元聯(lián)系產(chǎn)生電信號(hào)的……如果我們能看到直接接觸,”Cohen說(shuō)。“所以鄭這些傳感器,我們被拉著一邊試圖校準(zhǔn)他們的細(xì)胞和尋找信號(hào)的變化,和他的實(shí)驗(yàn)就沒(méi)有意義。他一直在做實(shí)驗(yàn),沒(méi)有看到任何回應(yīng)。”

雖然它可能是簡(jiǎn)單的在這一點(diǎn)上簡(jiǎn)單地決定實(shí)驗(yàn)沒(méi)有成功,放棄,科恩和他的同事們開始懷疑而不是那些對(duì)細(xì)胞膜基本假設(shè)可能是錯(cuò)誤的。

“所以鄭建立一個(gè)非常簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn),他有兩個(gè)探測(cè)器機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu),”他說(shuō)。”他用力拉膜在兩個(gè)地方,測(cè)量張力……,看到?jīng)]有任何耦合。這樣他就可以把所有他想要的一端,并肯定沒(méi)有什么。然后他做了同樣的實(shí)驗(yàn)在自由膜與細(xì)胞,和他看到完美的耦合。告訴我們有什么根本不同的膜在細(xì)胞時(shí)和當(dāng)它是孤立的。”

根本區(qū)別,科恩和他的同事推測(cè),蛋白質(zhì)在活細(xì)胞散落在細(xì)胞膜和細(xì)胞的細(xì)胞骨架相連。

“這些蛋白質(zhì)不能移動(dòng),”科恩說(shuō)。”,每一個(gè)行動(dòng)像一個(gè)固定的障礙,所以任何流繞它的如果你在中央車站有很多人只是站著不動(dòng)。”

科恩和他的同事估計(jì)這些蛋白質(zhì)占據(jù)高達(dá)20%的細(xì)胞membrane-enough產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響膜是如何工作的。

“你可能會(huì)認(rèn)為如果你占用10到20%的空間障礙你會(huì)看到一百一十或20%的效果,但事實(shí)證明有一萬(wàn)倍影響膜流動(dòng)的能力,”科恩說(shuō)。“每個(gè)人都熟悉的比喻是果凍。當(dāng)你做果凍,明膠是只有百分之五的recipe-the絕大多數(shù)只是水。

“百分之十五解決方案的糖水一樣流動(dòng),但百分之十五明膠凝膠不流,因?yàn)槊髂z股糾纏,不能彼此相對(duì)移動(dòng),所以水滯留,因?yàn)樗荒芰鹘?jīng)鏈之間的奈米空間,”他繼續(xù)說(shuō)。“但如果你清楚果凍,把一滴染料,染料分子會(huì)擴(kuò)散通過(guò)它……因?yàn)榉肿幼銐蛐?擠過(guò)。”

同樣的原理,他說(shuō),似乎是在細(xì)胞膜。

“單個(gè)分子看起來(lái)像他們周圍擴(kuò)散自由,因?yàn)樗麄兓旧隙伎梢酝ㄟ^(guò)裂縫擠壓,”科恩說(shuō)。”,但不應(yīng)該讓你的錯(cuò)誤結(jié)論膜像液體一樣流動(dòng),因?yàn)橛姓系K,被困在的地方,就像明膠。”

科恩說(shuō),有兩種途徑進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

“它仍然將會(huì)是很有趣的一個(gè)好方法圖像膜張力,”他說(shuō)。“所以我們回到最初的問(wèn)題解釋張力調(diào)控在細(xì)胞輸入的不同。”

科恩還計(jì)劃去探索是否可能會(huì)有一些細(xì)胞跨膜轉(zhuǎn)移緊張希望探索特殊角色這些細(xì)胞可以填什么。

膜是如何工作的新的理解,科恩說(shuō),不僅可以產(chǎn)生重大影響的科學(xué)家如何進(jìn)行生物學(xué)實(shí)驗(yàn)在未來(lái),但甚至有一天可能會(huì)影響我們?nèi)绾螌?duì)待疾病。

“膜信號(hào)基本生活的幾乎所有方面,因?yàn)檫@就是信息從細(xì)胞外到細(xì)胞內(nèi),”科恩說(shuō)。“絕大多數(shù)的藥物作用于轉(zhuǎn)移膜蛋白質(zhì)。我們所有的神經(jīng)元,所有的離子通道和突觸受體都是轉(zhuǎn)移膜蛋白質(zhì),因此我希望會(huì)有很多地方這是一個(gè)重要的參數(shù)。

“但現(xiàn)在,我們不知道緊張是制服實(shí)際上可以在不同地區(qū)不同的細(xì)胞這項(xiàng)表明它可能是細(xì)胞用來(lái)調(diào)節(jié)不同的過(guò)程,”他繼續(xù)說(shuō)。“所以化驗(yàn)人在這些蛋白質(zhì)合成影響張力的同質(zhì)可能錯(cuò)過(guò)重要的監(jiān)管機(jī)制……這是一個(gè)參數(shù),人們將不得不考慮。”