在生物实验室里的Eva Sevcsik。来源：TU Wien

由脂类分子和蛋白质组成的微结构一致以来被认为像木筏在水中游动一样通过细胞膜，这种“木筏理论”一直以来被广泛认可，然而维也纳科技大学的科学家已经证明在活细胞中这种脂筏是不存在的。结果已经发表在《自然通讯》杂志上。

液态的膜

“我们不应把细胞膜认为是静态的固体表面，”维也纳科技大学生物物理小组的Eva Sevcsik说。“细胞膜——细胞的最外层，是液态的，它的构成分子——脂类和蛋白质，是不停运动的。”

细胞膜上的蛋白质有不同的功能，他们可以作为细胞外物质的对接点，或者是将分子输送进细胞的通道。由于各种蛋白质会相互影响，因此表现为蛋白质会在细胞膜中一起运动，就像一个“纳米筏”。

这种假设在细胞生物学家中间越来越流行，并且这种“筏”已被与很多细胞过程联系在一起。但支持这种假设的证据仅仅从模型研究或死细胞中推导出来。“筏”从来没有在活细胞中被直接观察到过。

很多研究人员认为“筏”太小寿命太短，从而通过传统的显微镜观察不到。在维也纳大学的生物物理实验室，几种先进技术的结合已被用来解决这个问题。“一方面，我们用能够观察单个细胞的超高分辨率显微镜，另一方面，我们可以用微米或纳米级结构的表面来影响细胞膜，”Eva Sevcsik说。“通过那种方式，我们可以用一种全新的方式分析细胞膜结构。”

分子乐高

首先，表面设计成微米级别的特定结构，使得生长在这些膜上的细胞可以与膜相互作用。“这就像分子级乐高积木，”Eva Sevcsik说。“我们把分子积木摆放在微米级特定结构的表面上，这个表面能结合细胞膜上的特定蛋白质。”蛋白质结合在这种具有特定结构的膜表面后将无法再穿越细胞膜。

这样一来，一种被认为是纳米筏的重要组成部分的蛋白质就会被选择出来，这种蛋白质被固定在表面上的特定位置，这样就可以研究其他的蛋白质和脂类会有什么反应。

用特殊的显微技术可以使分子变的可见。将微量的荧光标记结合在蛋白质或脂类分子上，当它们细胞膜中运动时就会被拍摄下来。“当我们观察单个蛋白质的运动时，我们可以观察它们是不是与细胞膜上的筏有相互作用，”Eva Sevcsik说。“与周围的区域相比，锚定在特定结构表面的筏会限制蛋白质的运动，因此蛋白质的运动会变慢，然而，我们经测量发现，所有地方的扩散运动都是一样的。”

即使从来没有任何直接的证据证明筏假说，这个假说却流行了相当长的一段时间，这对Eva Sevcsik来说并不吃惊：“在已经建立的假设的基础上解释自己的结果总是非常诱人的，这是科学界的普遍问题。我们的目的是不带任何偏见或成见得去测试筏假说。”

直到现在以来一直被传承的筏假说收到了打击。但是如果不存在像筏一样通过细胞膜的结构，有其他的机理可以解释这些蛋白质和脂类吗？“也许肌动蛋白骨架所起的作用比我们想象的要重要，”Eva Sevcsik说。肌动蛋白骨架直接排列在细胞膜下面，提供稳定性。现在Sevcsik想通过生物物理的研究方法研究它的功能。

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上述资源基于维也纳科技大学提供的材料。注意：材料可能被编辑到合适的内容和长度。

新材料在线编译整理——翻译：田云   校正：摩天轮