科學(xué)家一直希望能夠了解細(xì)胞如何建立、移動、運(yùn)輸和分裂背后的物理學(xué)。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報(bào)道，美國團(tuán)隊(duì)的最新研究首次在細(xì)胞外“重演”了細(xì)胞分裂過程，該成果將有助進(jìn)一步洞悉細(xì)胞開展日常活動的物理過程，有朝一日催生出重大醫(yī)學(xué)突破，并為新型材料甚至人造細(xì)胞開辟新方向。

芝加哥大學(xué)物理教授瑪格麗特·加德爾和博士后基姆·韋里奇領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)創(chuàng)新性研究。加德爾說：“細(xì)胞如何分裂是生命如何創(chuàng)造自身最基本的方面之一，也是我們數(shù)百年來一直試圖理解的東西。”

細(xì)胞在身體中移動，但一些最復(fù)雜的運(yùn)動在細(xì)胞內(nèi)部發(fā)生，比如，將養(yǎng)分和供應(yīng)物從一個地方運(yùn)送到另一個地方、分裂以重建自身等。這種運(yùn)動的關(guān)鍵參與者之一是肌動蛋白——一種將自身組裝成棒和結(jié)構(gòu)的蛋白。

加德爾團(tuán)隊(duì)想要了解肌動蛋白運(yùn)動背后的物理學(xué)，為此，他們提取這一蛋白的組分并嘗試在細(xì)胞外構(gòu)建它們。

在實(shí)驗(yàn)中，韋里奇分離出肌動蛋白，并看著它們形成呈杏仁狀的液滴，當(dāng)他添加肌球蛋白（肌肉中常見的運(yùn)動蛋白）時，這些肌球蛋白會自動找到液滴的中心，并將液滴夾成兩半。這是科學(xué)家們第一次詳細(xì)了解一個細(xì)胞如何完成這項(xiàng)任務(wù)。

加德爾說，觀察這個過程——生物如何利用液滴的結(jié)構(gòu)來形成更多生命，不僅令人著迷，而且非常有用。雖然不同蛋白質(zhì)細(xì)胞分裂的形式不一樣，但基本原理可能類似。

她說：“生物學(xué)領(lǐng)域的很多問題歸根結(jié)底都與分子協(xié)作有關(guān)，但由于這些活動通常在細(xì)胞內(nèi)部發(fā)生，所以很難建模。最新研究讓我們有機(jī)會探索是什么基本原則在發(fā)揮作用。”