细胞的微小变化带来的巨大影响

  微小的东西都很重要——例如，一个氨基酸可以完全改变细胞的结构。哥廷根大学和华威大学的研究人员研究了细胞骨架主要成分的结构和力学：一种被称为肌动蛋白的蛋白质。

  肌动蛋白存在于所有活细胞中，它具有一系列重要的功能——从肌肉收缩到细胞信号传导和细胞形状。这种蛋白质有两种不同的变体，称为“同种异构体”，分别是γ-肌动蛋白和β-肌动蛋白。

  这两种蛋白质之间的差别很小，只是分子的一部分有几个氨基酸不同。然而，这个小小的变化对细胞有很大的影响。在自然界中，通常只发现两种同工异构体的混合物。在最新研究中，研究人员分离出两种异构体并分别进行分析。研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

  研究人员研究了细丝网络的行为，关注个体同种异构体的独特特性。他们采用了专门的技术，能够评估细胞骨架网络研究模型的力学和动力学，并利用了生物物理学(哥廷根大学)和华威大学生物工程方面的专业知识。

  结果表明，γ-肌动蛋白倾向于在细胞顶端附近形成刚性网络，而β-肌动蛋白倾向于形成具有独特组织模式的平行束。这种差异可能是由于γ肌动蛋白与特定类型的带正电离子的相互作用更强，从而使其网络比β肌动蛋白形成的网络更坚硬。

  “我们的发现引人注目，因为它们为理解细胞内蛋白质网络的复杂动态开辟了新的途径，”物理化学研究所的Andreas Janshoff教授解释说。

  该研究通过揭示肌动蛋白的特定生物学功能，促进了科学家对基本细胞过程的理解，这将与细胞力学过程(如组织中细胞的生长、分裂和成熟)特别相关。

  “这些发现的意义延伸到更广泛的细胞生物学领域，提供了可能影响许多研究和应用领域的见解，例如在发育生物学中，”Janshoff补充说。

  参考文献

  Cytosolic actin isoforms form networks with different rheological properties that indicate specific biological function