通過蜘蛛網(wǎng)上的露珠了解了細胞結構

“不會混合的兩種液體(例如油和水)之間的分離被稱為'液-液相分離'，這對許多蛋白質的功能至關重要”，薩加爾·塞特魯(Sagar Setru)，2021年獲博士學位。畢業(yè)于分子生物學教授薩賓·佩特里(Sabine Petry)和物理學教授以及路易斯·西格勒綜合基因組學研究所的約書亞·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，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聚結成小滴，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。它也會影響細胞內部事物的行為。幾年來，人們已經知道某些蛋白質的行為類似于液體，而某些液體的蛋白質卻不會混合在一起。然而，關于這些液體樣蛋白如何在細胞表面上表現(xiàn)的知之甚少。

這樣的蛋白質不溶解在細胞內。相反，它們可以與自身或與數(shù)量有限的其他蛋白質凝結，從而使細胞能夠將某些生化活性區(qū)分開，而不必將其包裹在膜結合的空間內。

“在分子生物學中，對形成具有液態(tài)性質的縮合相的蛋白質的研究是一個快速發(fā)展的領域，”化學與生物工程專業(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。

研究人員對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際過程。首先，他們修改了微管和TPX2，使每個微管和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，然后觀察會發(fā)生什么。他們還使用一種稱為原子力顯微鏡的強大成像方法以非常高的空間分辨率進行了觀測。

“我們對液態(tài)蛋白質TPX2的行為感到好奇。使這種蛋白質與眾不同的是，它不會像以前觀察到的那樣在細胞質中形成液滴，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)絡所必需的，這對于細胞分裂至關重要。TPX2在某些癌癥中也過表達，因此了解其行為可能具有醫(yī)學上的意義。”

單個微管是呈棒狀的線性細絲。在細胞分裂過程中，新的微管會在現(xiàn)有微管的側面形成，從而形成分支網(wǎng)絡。新的微管將要生長的位置以凝結的TPX2小球標記。這些TPX2小球會募集產生微管生長所必需的其他蛋白質。