通過蜘蛛網(wǎng)上的露珠了解了細(xì)胞結(jié)構(gòu)

“不會(huì)混合的兩種液體(例如油和水)之間的分離被稱為'液-液相分離'，這對(duì)許多蛋白質(zhì)的功能至關(guān)重要”，薩加爾·塞特魯(Sagar Setru)，2021年獲博士學(xué)位。畢業(yè)于分子生物學(xué)教授薩賓·佩特里(Sabine Petry)和物理學(xué)教授以及路易斯·西格勒綜合基因組學(xué)研究所的約書亞·謝維茲(Joshua Shaevitz)。

*，有些液體彼此混合得很好，而另一些則不能。例如，將一湯匙醋倒入水中時(shí)，只需短暫攪拌即可將兩種液體*混合。但是，將一湯匙油倒入水中會(huì)聚結(jié)成小滴，無法攪拌。控制液體混合的物理方法不于混合碗;還包括混合碗。它也會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)部事物的行為。幾年來，人們已經(jīng)知道某些蛋白質(zhì)的行為類似于液體，而某些液體的蛋白質(zhì)卻不會(huì)混合在一起。然而，關(guān)于這些液體樣蛋白如何在細(xì)胞表面上表現(xiàn)的知之甚少。

這樣的蛋白質(zhì)不溶解在細(xì)胞內(nèi)。相反，它們可以與自身或與數(shù)量有限的其他蛋白質(zhì)凝結(jié)，從而使細(xì)胞能夠?qū)⒛承┥钚詤^(qū)分開，而不必將其包裹在膜結(jié)合的空間內(nèi)。

“在分子生物學(xué)中，對(duì)形成具有液態(tài)性質(zhì)的縮合相的蛋白質(zhì)的研究是一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域，”化學(xué)與生物工程專業(yè)的研究生Bernardo Gouveia說，他與Howard Stone，Donald R. Dixon '69和Elizabeth W. Dixon機(jī)械和航空航天工程教授，系主任。Setru和Gouveia作為共同第-一作者合作，致力于更好地了解一種這樣的蛋白質(zhì)。

研究人員對(duì)TPX2小球如何在微管上形成好奇。為了找出答案，他們決定嘗試觀察實(shí)際過程。首先，他們修改了微管和TPX2，使每個(gè)微管和TPX2發(fā)出不同的熒光色。接下來，他們將微管放在顯微鏡載玻片上，加入TPX2，然后觀察會(huì)發(fā)生什么。他們還使用一種稱為原子力顯微鏡的強(qiáng)大成像方法以非常高的空間分辨率進(jìn)行了觀測(cè)。

“我們對(duì)液態(tài)蛋白質(zhì)TPX2的行為感到好奇。使這種蛋白質(zhì)與眾不同的是，它不會(huì)像以前觀察到的那樣在細(xì)胞質(zhì)中形成液滴，而是似乎在稱為微管的生物聚合物上發(fā)生了相分離，塞特魯說。“ TPX2是制造微管分支網(wǎng)絡(luò)所必需的，這對(duì)于細(xì)胞分裂至關(guān)重要。TPX2在某些癌癥中也過表達(dá)，因此了解其行為可能具有醫(yī)學(xué)上的意義。”

單個(gè)微管是呈棒狀的線性細(xì)絲。在細(xì)胞分裂過程中，新的微管會(huì)在現(xiàn)有微管的側(cè)面形成，從而形成分支網(wǎng)絡(luò)。新的微管將要生長的位置以凝結(jié)的TPX2小球標(biāo)記。這些TPX2小球會(huì)募集產(chǎn)生微管生長所必需的其他蛋白質(zhì)。