俄勒冈健康与科学大学的研究人员发现了一个以前未知的细胞内系统,其工作方式类似于内部的“信风”,将必需蛋白质快速运送到细胞的前沿。这一发现挑战了长期以来关于蛋白质如何在细胞内适时到达正确位置的观点。几十年来,科学家们认为细胞内漂浮的蛋白质主要通过扩散移动(随机漂移直到到达目的地)。新研究表明,这一过程并非偶然,细胞会主动产生定向的流体流,将关键蛋白质推向运动和修复发生的区域。
这一发现始于一次意外的课堂观察。在一次实验中,研究人员使用激光使活细胞后部的一条带中的蛋白质暂时不可见,这是一种跟踪细胞内运动的常用方法。在此过程中,他们注意到在细胞的前沿(细胞移动时延伸的区域)形成了第二条暗带。进一步分析显示,这条暗带代表了一种可溶性肌动蛋白波被快速推向前方。
定向流体流驱动细胞运动
研究团队发现,细胞会主动创建类似于大气河流的定向流体流。这些流将肌动蛋白和其他蛋白质运送到细胞前沿的速度远远快于单纯的扩散。这些流是非特异性的,意味着它们同时携带许多不同的蛋白质,创建了一个快速高效的运输系统,支持细胞突起、粘附和快速形状变化。
对癌症细胞迁移的见解
这一发现可能有助于解释为什么某些癌细胞特别具有侵袭性。通过识别该系统在癌细胞中如何不同地运作,研究人员希望找到减缓或阻止其运动的新方法。如果能理解这些差异,就可以根据癌细胞和正常细胞的不同工作方式来靶向未来的疗法。
新发现的“伪细胞器”
研究人员将这个系统描述为一个“伪细胞器”——一个没有膜包裹但仍然在组织细胞活动中发挥重要作用的间隔区。研究团队相信,这一发现可能在癌症研究、药物递送、组织修复和合成生物学中开辟新的可能性。
参考文献
Galbraith, C. G., Galbraith, J. A. et al. (2026). Compartmentalized cytoplasmic tradewinds direct soluble proteins. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-026-70688-6
该研究通过先进活细胞成像技术,揭示了细胞内存在一种由细胞骨架驱动的定向胞质流(“信风”),能够将可溶性蛋白(如肌动蛋白)快速、非特异性地输送到细胞前缘。研究还发现这一过程受到细胞前端特定屏障的调控,并在侵袭性癌细胞中更为活跃。研究团队来自俄勒冈健康与科学大学等机构。