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,。我們現(xiàn)在已經(jīng)能回答這樣一個問題:如果人被縮小并被注入一個細(xì)胞核,會是何種感覺,。
科學(xué)家們已能直接檢測細(xì)胞核膜的物理性質(zhì),。檢測數(shù)據(jù)表明細(xì)胞核膜就象一個分子避震器,在細(xì)胞整個生命周期里,,保護(hù)著內(nèi)部寶貴的基因物質(zhì),。
四十年前,幾乎無人了解細(xì)胞核膜,。時過境遷,,現(xiàn)在人們對它的認(rèn)識已經(jīng)從單純的染色質(zhì)容器變成動態(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??偟膩碚f,,絲網(wǎng)形成了細(xì)胞核膜的堅硬外殼。
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,,測定有和沒有細(xì)胞核膜內(nèi)層絲網(wǎng)時,細(xì)胞核膜的力學(xué)特征,。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn):XO的細(xì)胞核膜有兩個主要特性:它既可抵抗外部壓力,,同時也可抵擋來自細(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),,有點象用來建造橋梁的鋼索,。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。核纖肽獨特的構(gòu)型使它得以成為“分子避震器”,。