子科生物報道：最近，由中國科學院水生生物研究所(IHB)繆煒教授領導的研究小組發(fā)現(xiàn)，Lacrymaria細胞利用非常規(guī)和新穎的細胞骨架成分來實現(xiàn)其非凡的動態(tài)變形能力。這項研究發(fā)表在《當代生物學》雜志上。

真核細胞依靠動態(tài)形狀變化來實現(xiàn)各種細胞功能，維持重要的生物過程，并調(diào)節(jié)細胞行為。這些形狀變化很大程度上是由細胞骨架成分的組織和排列驅動的。細胞骨架由基因特化和輔助蛋白結合產(chǎn)生，使細胞具有不同的形狀和作用。

許多真核細胞表現(xiàn)出形狀變化，其中最迷人的例子之一是單細胞纖毛真核生物淚蟲，以其異常動態(tài)的形狀變化而聞名。它有一個靈活的“細胞頸”，可以伸展到身體長度的幾倍到幾十倍來捕捉獵物，表現(xiàn)出驚人的彈性和運動自由。盡管進行了大量的研究，但這種極端形態(tài)變化背后的分子機制尚未被理解。

在這項研究中，研究人員通過質(zhì)譜分析，基于高質(zhì)量的Lacrymaria基因組闡明了頸部的分子組成。他們發(fā)現(xiàn)Lacrymaria顯著的形態(tài)變化涉及一種獨特的肌動蛋白-肌球蛋白系統(tǒng)，而不是在其他可收縮的纖毛蟲中發(fā)現(xiàn)的Ca2+依賴系統(tǒng)。

基于各種實驗證據(jù)，研究人員揭示了Lacrymaria頸部收縮系統(tǒng)的分子和結構基礎由肌素細胞骨架和微管細胞骨架組成，肌素細胞骨架由中心蛋白-肌球蛋白蛋白組成，微管細胞骨架含有一種新的巨蛋白。

此外，他們還發(fā)現(xiàn)了類似瘧原蟲的非常規(guī)肌動蛋白，它可能形成高度動態(tài)的短細絲，促進這兩種細胞骨架之間的協(xié)調(diào)，從而驅動淚腺細胞的極端細胞變形。

“實際上，這是繼我們早期在螺口蟲中發(fā)現(xiàn)之后，在纖毛蟲中發(fā)現(xiàn)的第二個新的細胞骨架系統(tǒng)。真核生物表現(xiàn)出各種各樣的細胞骨架系統(tǒng)，而像淚蟲和螺蟲這樣以其非凡的細胞運動性而聞名的纖毛蟲，為研究這些新的細胞骨架系統(tǒng)提供了很好的模型，”繆煒教授說。

本研究的發(fā)現(xiàn)對于理解細胞骨架中的細胞運動、進化和多樣性具有重要意義。此外，它們?yōu)槲磥淼姆律⑿蜋C器人設計提供了有價值的見解。