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胞核,,會是何種感覺。
科學(xué)家們已能直接檢測細胞核膜的物理性質(zhì),。檢測數(shù)據(jù)表明細胞核膜就象一個分子避震器,在細胞整個生命周期里,,保護著內(nèi)部寶貴的基因物質(zhì),。
四十年前,幾乎無人了解細胞核膜,。時過境遷,,現(xiàn)在人們對它的認識已經(jīng)從單純的染色質(zhì)容器變成動態(tài)細胞器-如同研究者們稱之為“人類基因組之母”-它在組合染色質(zhì),、促進基因表達和DNA復(fù)制以及免疫上的作用舉足輕重。細胞核膜由雙層分子組成,,兩層分子的親水端朝向中間,。有孔道負責(zé)膜內(nèi)外物質(zhì)的進出。細胞核膜在力學(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)與細胞膜內(nèi)層緊密相連,。總的來說,,絲網(wǎng)形成了細胞核膜的堅硬外殼,。
為了解細胞核膜的硬度,科學(xué)家們分離出非洲爪蟾卵母細胞(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,,測定有和沒有細胞核膜內(nèi)層絲網(wǎng)時,,細胞核膜的力學(xué)特征。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn):XO的細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胞核內(nèi)的壓力,,富有彈性。細胞核膜的力學(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細胞核的,。XO細胞具有“典型的”DNA構(gòu)造,其細胞核較體細胞大很多,,因此便于作細胞核膜的研究,。
所不同的是,哺乳動物的體細胞細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,,體細胞核將變得比較脆弱,就象XO細胞一樣,。這表明核纖肽網(wǎng)的壓縮狀態(tài)決定了細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”。