这项在行动中的研究文章是与国家科学基金会合作提供给生活方面的。
稀薄的头发样生物结构称为纤毛,但很大。每个人都由600多种不同的蛋白质组成,与数百个蛋白质一起工作,在一个紧紧的层中,像人群一样在球游戏中像人群一样移动“浪潮”。它们的同步运动有助于从肺部和将卵从卵巢带到子宫中的卵。通过控制液体如何在胚胎周围流动,纤毛还有助于确保像心脏这样的器官在身体正确的一侧发育。
但是,尽管苏里亚的重要性,科学家对控制纤毛如何统一地执行许多基本功能的机制没有很好的了解。为了调查这一点,由Zvonimir Dogic和Daniela Nicastro领导的Brandeis University的一群联邦资助的研究人员创建了有史以来第一个人工纤毛的模型。
主要成分是微管或空心蛋白质管,可为植物和动物细胞结构,并有助于组织和移动其成分以进行细胞分裂。运动蛋白和将微管组装成束的化合物也进入了混合物。
在一台称为流动室的机器中,人造纤毛像真实的东西一样移动:它们在一系列同步,自组织的波浪中一起击败。在某些情况下,正如您在这里看到的那样,实验室制造的纤毛甚至可以沿气泡的表面推动碎屑,从而模仿沿细胞表面的运输。
作为像纤毛这样的系统的第一个示例,新模型可以在从细胞生物学到物理学和纳米科学等领域中应用。这些模型还将为研究纤毛病,稀有但严重的遗传疾病打开新的大门,这是当Cilia不正常移动时会导致的。
研究人员预计,人造纤毛甚至可以阐明其他自组织系统,例如细菌菌落,一群迁移的鸟类和交通模式。
这项研究得到了美国国立卫生研究院(NIH)和国家科学基金会(NSF)的支持。要查看更多酷图像和基本生物医学研究的视频,请访问NIH的生物医学节拍酷图库。
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