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二号站平台 简化的人工细胞揭示了细胞对称的动力学

未知

 
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对称和不对称是自然的基本属性。从上面看,二号站平台蝴蝶是左右对称的,而雄性招潮蟹则表现出明显的不对称。生命的基本单位:细胞也是如此。它们通过控制内部结构的对称性来调节所有的生物功能。
 
由京都大学博库比高级研究中心领导的一个研究小组在《自然通讯》上发表了一篇文章,宣布他们研制出了一种人造细胞,揭示了控制每个细胞内部对称的动力学机制。
 
研究小组发现,肌动球蛋白网络——一种主要由产生丝状网的肌动蛋白和产生力的分子运动肌凝蛋白组成的复合物——自我组织成两个不同的结构,就像在拔河一样推拉细胞内的成分。
 
先前的研究表明,2号站细胞的结构质量——肌动蛋白细胞骨架——与对称定位有关。假设这个网络控制和定位细胞内的成分。然而,这些蛋白质是如何找到细胞的“中心”的,或者它们是如何导致对称破坏的,这些机制仍然是难以捉摸的。
 
“活细胞传统上被用来研究这些过程,”领导这项研究的宫崎骏解释说。“但一个细胞是如此复杂,它可以混淆潜在的调节系统。”
 
为了克服这个困难,研究小组决定采用自下而上的方法,通过将肌动蛋白细胞骨架限制在微小的液滴中来开发一种简化的人工细胞。这使他们能够控制任何感兴趣的蛋白质的大小和浓度。
 
通过改变细胞大小,研究小组发现了两个功能相反的同时存在的肌动球蛋白网络:一个环状的向心肌动球蛋白向中心移动,另一个放射状的大肌动球蛋白桥向边缘拉。
 
分子微扰实验和理论模型进一步揭示了这两个网络之间的平衡决定了定位的对称性。

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