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细胞内有摩擦力吗?有丝割裂纺锤体,割裂过程中将染色体摆开!

科学家提出了一种理论,描绘由蛋白质交联的生物细丝之间的冲突。令人惊奇的是,理论猜测冲突与交联剂的数量呈高度非线性联系。研讨人员为,细胞运用这种缩放不只是为了安稳细胞结构,也是为了操控它们的巨细。这些新的发现关于了解细胞结构的动力学很重要,比方有丝分裂纺锤体,它在细胞分裂过程中将染色体摆开。

许多细胞结构由由马达蛋白和非马达蛋白交联的长丝组成,这些所谓的细胞骨架结构不只使细胞具有机械安稳性,并且使它们能够在细胞分裂过程中穿过外表并将染色体摆开。力的发生一般归因于马达蛋白,使用化学燃料,马达蛋白能够使细丝彼此移动。但是,这些马达力与被迫、非马达蛋白质发生的冲突力相反。这些冲突力是细胞骨架结构机械性能的中心决定因素,它们约束了这些结构构成的速度和功率。

图示:一种由蛋白质微管蛋白组成的聚合物,它是参加细胞内运送、细胞移动和细胞核分裂的细胞骨架组成部分。

此外,乃至对它们的安稳性至关重要,由于咱们被迫交联剂发生的冲突力不与马达作用力对立,这些结构乃至可能会崩溃。要了解这些细胞骨架结构的动力学和它们能够发生的力,有必要了解冲突力是怎么随细丝的长度和它们之间交联剂的数量而改变。现有的理论猜测,冲突力跟着交联剂的数量线性添加,这是人们直观地预期。但是,新试验生动地标明,冲突力随交联剂的数量呈非线性添加,即呈指数添加。

指数添加

指数添加与线性添加之间的巨大差异,到目前为止,细丝间冲突这种极不寻常的指数标度行为的来源尚不清楚。AMOLF小组组长Ten Wolde和博士生Wierenga现在现已发展出一种理论来解说这些试验调查,他们的理论是根据这样的调查,即生物丝由规矩的亚基组成,为交联剂发生了一组离散的结合位点。Wolde和Wierenga猜测,只要在连接子团体重组的情况下,细丝才干移动。

图示:细胞骨架结构由蛋白质交联的细丝组成,这些细丝由规矩的亚基晶格组成,为交联剂发生一组离散的结合位点,研讨猜测,成果是,跟着交联剂数量的添加,冲突力会敏捷增大。

作为这种团体重组的成果,冲突力十分敏捷地添加,即,跟着连接子的数量呈指数添加。这项研讨对咱们了解细胞骨架结构的动力学具有重要意义,具体地说,指数缩放意味着当交联剂密度超越必定阈值时,这些结构根本上会冻住;冲突力变得如此之高,以至于它们阻挠了任何进一步的运动。细胞能够使用这种强壮的伸缩性来操控细胞结构巨细和安稳性。

博科园|研讨/来自:荷兰科学研讨安排试验室AMOLF

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