長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們一直認(rèn)為，細(xì)胞膜的作用類(lèi)似于粘性的液體，這意味著構(gòu)成它的脂質(zhì)分子被卡在細(xì)胞膜的平面上，但是在這個(gè)平面內(nèi)，這些分子能夠四處移動(dòng)。人們已開(kāi)展了一些實(shí)驗(yàn)，在這些實(shí)驗(yàn)中，對(duì)位于膜中的跨膜蛋白進(jìn)行標(biāo)記，并且能夠觀察到它們四處擴(kuò)散，不過(guò)這些實(shí)驗(yàn)通常是利用“合成（synthetic）”膜開(kāi)展的。鑒于細(xì)胞膜類(lèi)似于液體，如果拉扯它的一側(cè)，它就會(huì)流動(dòng)，直到張力再次保持平衡。人們認(rèn)為這種張力擴(kuò)散是非?？斓模疫@可能是細(xì)胞從細(xì)胞膜的一部分向它的另一部分發(fā)送信號(hào)的一種方式。不過(guò)，盡管很多研究已提出細(xì)胞膜以這種方式發(fā)揮作用，但是很少有實(shí)驗(yàn)證據(jù)來(lái)支持這一點(diǎn)。

在一項(xiàng)新的研究中，美國(guó)哈佛大學(xué)化學(xué)與化學(xué)生物學(xué)教授Adam Cohen、Cohen實(shí)驗(yàn)室博士后研究員Zheng Shi及其團(tuán)隊(duì)推翻了關(guān)于細(xì)胞膜的液體性質(zhì)及其對(duì)張力作出反應(yīng)的方式的常規(guī)觀點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜實(shí)際上更接近于像吉露果子凍（Jell-O）這樣的半固體。相關(guān)研究結(jié)果于2018年11月1日在線發(fā)表在Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Cell Membranes Resist Flow”。

這些研究人員開(kāi)展了一個(gè)非常簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)里，他們?cè)跈C(jī)械執(zhí)行器（mechanical actuators）上設(shè)置兩個(gè)探頭。他們?cè)诩?xì)胞膜的兩個(gè)地方上用力拉動(dòng)細(xì)胞膜，測(cè)量了張力，沒(méi)有觀察到任何張力耦合。因此，他們按照他們想要的方式拉動(dòng)細(xì)胞膜的一端，然而細(xì)胞膜的另一端沒(méi)有任何反應(yīng)。隨后，他們讓細(xì)胞膜與細(xì)胞的其他部分分離開(kāi)來(lái)，利用這種游離的細(xì)胞膜做了同樣的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果他們觀察到完美的張力耦合。這意味著相比于與細(xì)胞的其他部分保持在一起的細(xì)胞膜，與細(xì)胞其他部分分離開(kāi)來(lái)的細(xì)胞膜存在著顯著的不同。

這些研究人員猜測(cè)一個(gè)根本區(qū)別在于在活細(xì)胞中，位于細(xì)胞膜上的蛋白附著到細(xì)胞骨架上。因此，這些蛋白不會(huì)四處移動(dòng)，而且每個(gè)蛋白就像是一個(gè)不動(dòng)的屏障，因此任何流動(dòng)都必須繞過(guò)它們。

這些研究人員估計(jì)這些蛋白占細(xì)胞膜的20%，這足以對(duì)細(xì)胞膜的工作方式產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

參考資料：Zheng Shi, Zachary T. Graber, Tobias Baumgart et al. Cell Membranes Resist Flow. Cell, Published Online: 01 November 2018, doi:10.1016/j.cell.2018.09.054.

原標(biāo)題：Cell：挑戰(zhàn)常規(guī)！細(xì)胞膜并不類(lèi)似于液體，其實(shí)更類(lèi)似于半固體