卵細胞是地球上最大的單細胞。它們的大小通常是典型細胞大小的幾倍到數(shù)百倍，使它們能夠生長成整個生物體，但也使得在細胞周圍運輸營養(yǎng)物質(zhì)和其他分子變得困難?？茖W家們早就知道，成熟的卵細胞(稱為卵母細胞)會在內(nèi)部產(chǎn)生螺旋狀的液體流來輸送營養(yǎng)物質(zhì)，但這些液體流最初是如何產(chǎn)生的一直是個謎。
現(xiàn)在，由熨斗研究所的計算科學家與普林斯頓大學和西北大學的合作者領導的研究表明，這些看起來像微觀龍卷風的流動是由一些細胞成分的相互作用有機產(chǎn)生的。
他們的研究發(fā)表在《自然物理學》上，利用理論、先進的計算機建模和果蠅卵細胞實驗來揭示龍卷風的機制。研究結果正在幫助科學家更好地理解有關卵細胞發(fā)育和細胞運輸?shù)幕締栴}。
“我們的發(fā)現(xiàn)代表了這一領域的飛躍，”合著者、熨斗研究所計算生物學中心 (CCB) 主任邁克爾·雪萊 (Michael Shelley) 說。 “我們能夠應用我們多年來開發(fā)的其他研究中的先進數(shù)值技術，這使我們能夠比以前更好地研究這個問題。”
在典型的人類細胞中，典型的蛋白質(zhì)分子通過擴散從細胞的一側蜿蜒到另一側只需要 10 到 15 秒;在一個小細菌細胞中，這一行程只需一秒鐘即可完成。但在這里研究的果蠅卵細胞中，僅擴散就需要一整天的時間——對于細胞正常運作來說太長了。相反，這些卵細胞形成了“螺旋流”，圍繞卵母細胞內(nèi)部旋轉，以快速分配蛋白質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)，就像龍卷風可以比單獨的風更快地將物質(zhì)卷起和移動得更遠、更快一樣。
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