子科生物報(bào)道：最近，由中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所(IHB)繆煒教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)，Lacrymaria細(xì)胞利用非常規(guī)和新穎的細(xì)胞骨架成分來實(shí)現(xiàn)其非凡的動(dòng)態(tài)變形能力。這項(xiàng)研究發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上。

真核細(xì)胞依靠動(dòng)態(tài)形狀變化來實(shí)現(xiàn)各種細(xì)胞功能，維持重要的生物過程，并調(diào)節(jié)細(xì)胞行為。這些形狀變化很大程度上是由細(xì)胞骨架成分的組織和排列驅(qū)動(dòng)的。細(xì)胞骨架由基因特化和輔助蛋白結(jié)合產(chǎn)生，使細(xì)胞具有不同的形狀和作用。

許多真核細(xì)胞表現(xiàn)出形狀變化，其中最迷人的例子之一是單細(xì)胞纖毛真核生物淚蟲，以其異常動(dòng)態(tài)的形狀變化而聞名。它有一個(gè)靈活的“細(xì)胞頸”，可以伸展到身體長(zhǎng)度的幾倍到幾十倍來捕捉獵物，表現(xiàn)出驚人的彈性和運(yùn)動(dòng)自由。盡管進(jìn)行了大量的研究，但這種極端形態(tài)變化背后的分子機(jī)制尚未被理解。

在這項(xiàng)研究中，研究人員通過質(zhì)譜分析，基于高質(zhì)量的Lacrymaria基因組闡明了頸部的分子組成。他們發(fā)現(xiàn)Lacrymaria顯著的形態(tài)變化涉及一種獨(dú)特的肌動(dòng)蛋白-肌球蛋白系統(tǒng)，而不是在其他可收縮的纖毛蟲中發(fā)現(xiàn)的Ca2+依賴系統(tǒng)。

基于各種實(shí)驗(yàn)證據(jù)，研究人員揭示了Lacrymaria頸部收縮系統(tǒng)的分子和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)由肌素細(xì)胞骨架和微管細(xì)胞骨架組成，肌素細(xì)胞骨架由中心蛋白-肌球蛋白蛋白組成，微管細(xì)胞骨架含有一種新的巨蛋白。

此外，他們還發(fā)現(xiàn)了類似瘧原蟲的非常規(guī)肌動(dòng)蛋白，它可能形成高度動(dòng)態(tài)的短細(xì)絲，促進(jìn)這兩種細(xì)胞骨架之間的協(xié)調(diào)，從而驅(qū)動(dòng)淚腺細(xì)胞的極端細(xì)胞變形。

“實(shí)際上，這是繼我們?cè)缙谠诼菘谙x中發(fā)現(xiàn)之后，在纖毛蟲中發(fā)現(xiàn)的第二個(gè)新的細(xì)胞骨架系統(tǒng)。真核生物表現(xiàn)出各種各樣的細(xì)胞骨架系統(tǒng)，而像淚蟲和螺蟲這樣以其非凡的細(xì)胞運(yùn)動(dòng)性而聞名的纖毛蟲，為研究這些新的細(xì)胞骨架系統(tǒng)提供了很好的模型，”繆煒教授說。

本研究的發(fā)現(xiàn)對(duì)于理解細(xì)胞骨架中的細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、進(jìn)化和多樣性具有重要意義。此外，它們?yōu)槲磥淼姆律⑿蜋C(jī)器人設(shè)計(jì)提供了有價(jià)值的見解。