Cell：马达蛋白团结就是力量

邓文龙

Cell：马达蛋白团结就是力量

来源：Cell2013-1-21 15:49:27

关键词： 马达蛋白 带传动装置

生命在于运动。我们伸手拍蚊子，而后者灵活地躲避了死神之手。这其中发生了什么？是谁控制我们的手部运动，又是谁解救了蚊子？答案是分子马达，手部肌肉和蚊子翅膀中的纳米级蛋白机器。我们需要这些马达来拍蚊子、眨眼睛、行走、吃饭、喝水……，做一切你想象得出的事。就在我们伸手拍蚊子的时候，肌肉中数百万分子马达正进行着精密合作。

许多细胞过程都需要多个马达蛋白共同产生较大的力量，因此了解马达蛋白如何产生合力很重要。此前人们对其中的机制知之甚少，日前印度TIFR塔塔基础研究院Dr. Roop Mallik领导的研究团队在细胞内实现了单分子水平的光学捕获，定量了马达蛋白小队驱动单个吞噬体时生成的力量。这项研究发表在最近一期的Cell杂志上。

有趣的是，强有力的驱动蛋白无法协同作用，而较弱且易于解体的动力蛋白却能够合作产生很大的力量。研究显示，当面对更高负载时，动力蛋白运载小队与微管结合，而驱动蛋白快速解散。

为何自然界做出如此不合常理的选择，让弱马达蛋白在许多生物学过程中承担如此重任呢？研究人员发现，由于每个动力蛋白都能够改变其齿轮，一队动力蛋白就可以分担很大的负载。正因如此，与其他没有传动装置的强力马达蛋白相比，动力蛋白团队合作更为有效。

研究人员将激光束聚焦在小鼠细胞内部，以此困住细胞中被马达蛋白驱动的单个吞噬体，此时这些马达蛋白就会使出浑身解数将物质拖出“激光陷阱”。研究人员观察了四个动力蛋白合力将吞噬体拖出激光陷阱的过程。

Mallik说：“每个动力蛋白都有转换齿轮的特殊能力，就向我们开车上坡要换档一样。在动力蛋白运载小队中，每个蛋白都会依据所需拉力做出调整，在拉动时紧密合作。这种形式下动力蛋白能够平均分摊它们的负载，从而有效产生更大的力量。值得注意的是，驱动蛋白比动力蛋白更强力，但由驱动蛋白组成的小队就无法产生那么大的力，原因就在于驱动蛋白没有传动装置。”

看来在人类造出法拉利和兰博基尼以前，自然界早早就学会了打造带传动装置的纳米级马达了。(叶予)