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

科學(xué)家一直認為,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細胞到另一個,但科恩和鄭史,博士后研究員在科恩的實驗室工作顯示他們實際上更接近半固態(tài)像果凍。11月1日的一篇論文中描述的研究發(fā)表在《細胞。

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

“人認為,因為膜像液體,如果你拖著它的一邊,它會流到緊張又平衡的,”他繼續(xù)說。“人們認為這種傳播的張力會非?？?而且它可能是一種細胞信號從細胞膜的一部分到另一個地方。”

雖然有許多研究表明膜工作,缺乏實驗證據(jù)來支持它。

科恩說,有什么工作,來自實驗的研究人員創(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)移行動發(fā)展中一個熒光蛋白光信號穿過細胞膜。

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

雖然它可能是簡單的在這一點上簡單地決定實驗沒有成功,放棄,科恩和他的同事們開始懷疑而不是那些對細胞膜基本假設(shè)可能是錯誤的。

“所以鄭建立一個非常簡單的實驗,他有兩個探測器機械執(zhí)行機構(gòu),”他說。”他用力拉膜在兩個地方,測量張力……,看到?jīng)]有任何耦合。這樣他就可以把所有他想要的一端,并肯定沒有什么。然后他做了同樣的實驗在自由膜與細胞,和他看到完美的耦合。告訴我們有什么根本不同的膜在細胞時和當它是孤立的。”

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

“這些蛋白質(zhì)不能移動,”科恩說。”,每一個行動像一個固定的障礙,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。”

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

“你可能會認為如果你占用10到20%的空間障礙你會看到一百一十或20%的效果,但事實證明有一萬倍影響膜流動的能力,”科恩說。“每個人都熟悉的比喻是果凍。當你做果凍,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,但百分之十五明膠凝膠不流,因為明膠股糾纏,不能彼此相對移動,所以水滯留,因為它不能流經(jīng)鏈之間的奈米空間,”他繼續(xù)說。“但如果你清楚果凍,把一滴染料,染料分子會擴散通過它……因為分子足夠小,擠過。”

同樣的原理,他說,似乎是在細胞膜。

“單個分子看起來像他們周圍擴散自由,因為他們基本上都可以通過裂縫擠壓,”科恩說。”,但不應(yīng)該讓你的錯誤結(jié)論膜像液體一樣流動,因為有障礙,被困在的地方,就像明膠。”

科恩說,有兩種途徑進行進一步的研究。

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

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

膜是如何工作的新的理解,科恩說,不僅可以產(chǎn)生重大影響的科學(xué)家如何進行生物學(xué)實驗在未來,但甚至有一天可能會影響我們?nèi)绾螌Υ膊　?/p>

“膜信號基本生活的幾乎所有方面,因為這就是信息從細胞外到細胞內(nèi),”科恩說。“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),因此我希望會有很多地方這是一個重要的參數(shù)。

“但現(xiàn)在,我們不知道緊張是制服實際上可以在不同地區(qū)不同的細胞這項表明它可能是細胞用來調(diào)節(jié)不同的過程,”他繼續(xù)說。“所以化驗人在這些蛋白質(zhì)合成影響張力的同質(zhì)可能錯過重要的監(jiān)管機制……這是一個參數(shù),人們將不得不考慮。”