
科学家们放大了人体细胞内部的微小分子电动机,并更好地了解了他们沿着细胞轨道徒步旅行的方式。事实证明,根据最近的一项研究,一部分电机像原子尺度的锯一样移动。
该发现是基于驱动蛋白的高分辨率图像,这是一种所谓的运动蛋白,可移动货物内部的货物,也有助于细胞分裂。
研究人员说,更好地了解动力素的工作方式可以帮助科学家开发新药来抗击癌症等疾病。阻塞动力素运动可以防止细胞分裂并导致细胞死亡。
蛋白质如何行走
科学家知道沿细胞脚手架的动力蛋白“行走”称为微管,但不确定确切的机制。
“我们发现有一个枢轴,动力机发动机研究作者劳伦斯·伯克利(Lawrence Berkeley)国家实验室的生物物理学家肯尼斯·唐宁(Kenneth Downing)说,在微管上的附属于支点,使动力学沿着微管移动时,像雪索一样上下摇摆。”
据现在在布兰代斯大学(Brandeis University)的辛德拉尔(Sindelar)称,这项工作提供了迄今为止的动机运动,因为它在运动周期中捕获了来自所有不同阶段的尖锐图像。结果还使科学家更好地了解了运动蛋白如何利用能量沿脚手架穿梭。
“从某种意义上说,您可以看着能量转化为运动,”辛德拉尔告诉《生命科学》。
小图片
在原子量表上学习运动并非易事。要查看蛋白质的各个原子,科学家经常使用称为X射线晶体学的成像技术,该技术需要将蛋白质变成晶体。
但是,如果科学家想看到“步行”,他们就无法将动力机变成水晶。因此,他们使用了电子显微镜,这是一种放大小事物的成像技术(就像显微镜一样,但它不使用光,而是使用电子),并允许科学家研究现实生活中的细胞过程。虽然先前的研究检查了使用电子显微镜运动的动力素运动,但唐宁和辛德拉尔使用了一种新方法来处理数据,这使他们能够获得更高的分辨率或更锐利的图像。
由此产生的图片显示了该蛋白质的详细概述,并为科学家提供了其运动的指南。但是它们还不够近,无法看到个体原子。为了解决这个问题,研究人员使用X射线晶体学比较了他们的“行走”图片,甚至更清晰的静止图像。唐宁说:“这些图像使我们能够建立一个原子模型,以解释[动力素]的基本功能。”
这项工作于本周在线发表在美国国家科学院的杂志论文集。