好萊塢看似最愚蠢的科幻片已經(jīng)被1966年的偉大科學(xué)發(fā)現(xiàn)變成了現(xiàn)實(shí),。我們現(xiàn)在已經(jīng)能回答這樣一個(gè)問(wèn)題:如果人被縮小并被注入一個(gè)細(xì)胞核,,會(huì)是何種感覺。
科學(xué)家們已能直接檢測(cè)細(xì)胞核膜的物理性質(zhì),。檢測(cè)數(shù)據(jù)表明細(xì)胞核膜就象一個(gè)分子避震器,,在細(xì)胞整個(gè)生命周期里,,保護(hù)著內(nèi)部寶貴的基因物質(zhì)。
四十年前,,幾乎無(wú)人了解細(xì)胞核膜,。時(shí)過(guò)境遷,現(xiàn)在人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)已經(jīng)從單純的染色質(zhì)容器變成動(dòng)態(tài)細(xì)胞器-如同研究者們稱之為“人類基因組之母”-它在組合染色質(zhì),、促進(jìn)基因表達(dá)和DNA復(fù)制以及免疫上的作用舉足輕重,。細(xì)胞核膜由雙層分子組成,兩層分子的親水端朝向中間,。有孔道負(fù)責(zé)膜內(nèi)外物質(zhì)的進(jìn)出,。細(xì)胞核膜在力學(xué)特征上的特點(diǎn)在于核纖肽聚合物組成的絲網(wǎng)。這層核纖肽絲網(wǎng)與細(xì)胞膜內(nèi)層緊密相連,??偟膩?lái)說(shuō),絲網(wǎng)形成了細(xì)胞核膜的堅(jiān)硬外殼,。
為了解細(xì)胞核膜的硬度,,科學(xué)家們分離出非洲爪蟾卵母細(xì)胞(XO)。他們使用多種生物物理學(xué)方法,,包括熒光染色,、微管虹吸等,測(cè)定有和沒(méi)有細(xì)胞核膜內(nèi)層絲網(wǎng)時(shí),,細(xì)胞核膜的力學(xué)特征,。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn):XO的細(xì)胞核膜有兩個(gè)主要特性:它既可抵抗外部壓力,同時(shí)也可抵擋來(lái)自細(xì)胞核內(nèi)的壓力,,富有彈性,。細(xì)胞核膜的力學(xué)特性很大程度上取決于核纖肽絲網(wǎng)。自然狀態(tài)下,,絲網(wǎng)呈壓縮狀態(tài),,有點(diǎn)象用來(lái)建造橋梁的鋼索。以上發(fā)現(xiàn)是基于XO細(xì)胞核的,。XO細(xì)胞具有“典型的”DNA構(gòu)造,,其細(xì)胞核較體細(xì)胞大很多,因此便于作細(xì)胞核膜的研究,。
所不同的是,,哺乳動(dòng)物的體細(xì)胞細(xì)胞核的核纖肽和染色質(zhì)有內(nèi)在聯(lián)系。當(dāng)染色質(zhì)組織被破壞后,,體細(xì)胞核將變得比較脆弱,,就象XO細(xì)胞一樣。這表明核纖肽網(wǎng)的壓縮狀態(tài)決定了細(xì)胞核膜在變形能力和硬度上的特征,。核纖肽獨(dú)特的構(gòu)型使它得以成為“分子避震器”,。