人們一直認(rèn)為，哺乳動物的細(xì)胞質(zhì)就是一種粘性液體，懸浮其中的細(xì)胞器和蛋白在不斷做著無規(guī)則運動和隨機撞擊。然而，哈佛大學(xué)的一項新研究了這一理論，研究指出細(xì)胞質(zhì)其實是一個波濤洶涌的膠質(zhì)海洋。
研究人員將細(xì)胞質(zhì)形容成一種有彈性的凝膠，這個環(huán)境并不適合隨機擴散。細(xì)胞尤其是細(xì)胞骨架中進行著許多耗能的細(xì)胞過程，這些過程使細(xì)胞質(zhì)形成了強力的波浪，推動著其中的蛋白和細(xì)胞器。
David A. Weitz教授*的研究團隊，不僅提出了新的細(xì)胞質(zhì)模型，還展示了一個檢測細(xì)胞質(zhì)波動力的新方法。鑒于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的運輸主要依賴于各種耗能過程，因此在任何時間點獲得細(xì)胞質(zhì)中的力學(xué)譜，就能了解細(xì)胞當(dāng)時的代謝狀態(tài)。
David A. Weitz 教授是美國哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的教授，是美國*院士、美國藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院院士。Weitz教授是上軟濕功能材料、膠體微粒系統(tǒng)、生物物理與生物材料、微流控等研究領(lǐng)域的專家。
“這項工作對未來的發(fā)育、癌癥生物學(xué)和代謝研究會產(chǎn)生重要的影響，”文章的*作者Ming Guo博士說。
細(xì)胞生物學(xué)家一致認(rèn)為細(xì)胞質(zhì)里的顆粒是被動擴散，因為在顯微鏡下，它們之間的隨機碰撞似乎符合布朗運動。結(jié)果大家都低估了細(xì)胞質(zhì)在細(xì)胞復(fù)雜動態(tài)中的重要性，Guo說。
就像用勺子攪動咖啡里的糖一樣，細(xì)胞機器的運行讓細(xì)胞質(zhì)里的懸浮顆粒無法平靜。細(xì)胞質(zhì)的波濤主要是由分子馬達(dá)反復(fù)拉動肌動球蛋白（actomyosin）引起的，不過其它酶促活動也能掀起波瀾。