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Nat Commun：細(xì)胞器是如何組成細(xì)胞的
日期：2025-04-19 01:58
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摘要：
細(xì)胞生物學(xué)教科書(shū)上的圖片呈現(xiàn)給我們的不夠**，教科書(shū)上的細(xì)胞核，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，高爾基體等細(xì)胞器是在固定位置上表現(xiàn)出來(lái)的。一些線粒體和囊泡是散亂隨機(jī)分布的，其它的細(xì)胞器分布的非常少。因?yàn)榛罴?xì)胞成像技術(shù)的發(fā)展，我們知道了細(xì)胞器是高度動(dòng)態(tài)分布的，那么它們?cè)诩?xì)胞中是如何分布的呢？細(xì)胞器又是如何通向它們定向位置的？
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細(xì)胞生物學(xué)教科書(shū)上的圖片呈現(xiàn)給我們的不夠**，教科書(shū)上的細(xì)胞核，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，高爾基體等細(xì)胞器是在固定位置上表現(xiàn)出來(lái)的。一些線粒體和囊泡是散亂隨機(jī)分布的，其它的細(xì)胞器分布的非常少。因?yàn)榛罴?xì)胞成像技術(shù)的發(fā)展，我們知道了細(xì)胞器是高度動(dòng)態(tài)分布的，那么它們?cè)诩?xì)胞中是如何分布的呢？細(xì)胞器又是如何通向它們定向位置的？
?？巳卮髮W(xué)的Gero Steinberg報(bào)告稱針對(duì)這一重要問(wèn)題的答案發(fā)表在《Nature Communications》雜志上。“我們對(duì)細(xì)胞器移動(dòng)的分子機(jī)制非常感興趣，還有就是為什么這個(gè)依賴能量的過(guò)程如此重要。令人驚訝的是，我們研究的兩類細(xì)胞器（過(guò)氧化物酶體和脂滴）中，只有5%表現(xiàn)出定向的和長(zhǎng)期能動(dòng)性，而絕大多數(shù)表現(xiàn)出類似于水中粒子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。這表明大多數(shù)能動(dòng)性是能量依賴性的，但這是真的嗎？”
在他們的研究中，Steinberg的研究團(tuán)隊(duì)使用玉米黑粉菌提取物（U. maydis)觀察絲狀細(xì)胞結(jié)構(gòu)或菌絲的細(xì)胞器運(yùn)動(dòng)。通過(guò)觀察活細(xì)胞顯示，一小部分過(guò)氧化物酶體和脂滴沿著微管進(jìn)行定向轉(zhuǎn)移，而大多數(shù)顯示的是隨機(jī)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。令人驚訝的是，這個(gè)隨機(jī)運(yùn)動(dòng)所需的酶活性間接依賴于早期核內(nèi)體的定向能動(dòng)性。
研究小組發(fā)現(xiàn)，通過(guò)破壞細(xì)胞骨架物質(zhì)和誘變關(guān)鍵的運(yùn)動(dòng)蛋白，定向運(yùn)動(dòng)和有效擴(kuò)散形成的細(xì)胞器“流動(dòng)”可被阻止。因此，隨機(jī)分布的過(guò)氧化物酶體和脂滴需要沿著細(xì)胞骨架進(jìn)行能量依賴的肌動(dòng)活動(dòng)。
實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ退坪醪⒉贿m用于線粒體，但Steinberg認(rèn)為隨機(jī)分布細(xì)胞器的機(jī)制是細(xì)胞生物學(xué)的一般原則，實(shí)驗(yàn)表明在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中細(xì)胞器的分布也有能量依賴性。
