无肌球蛋白的细胞运动：新的运动机制挑战教条

拜罗伊特大学和格勒诺布尔大学的物理学家发现了一种新的细胞迁移机制。他们的发现挑战了分子运动肌球蛋白对哺乳动物细胞运动至关重要的经典教条

这一见解为控制细胞运动的新策略铺平了道路，对疾病的治疗具有潜在意义。研究结果发表在《物理评论快报》上

人体内细胞的运动，即细胞迁移，对免疫细胞至关重要。这些细胞必须在不同的环境中快速灵活地移动，才能发挥其作为免疫系统一部分的作用。例如，白细胞通过血液在体内循环。需要时，它们会离开血管，独立地通过组织迁移到需要它们的部位，例如对抗病毒

然而，细胞迁移也可能是有害的：癌症细胞可能通过身体迁移，侵入其他组织，并形成转移。因此，了解细胞迁移对于开发新药和治疗策略至关重要

在人类和其他哺乳动物体内发现的各种细胞类型中，免疫细胞的特点是运动迅速。这些细胞的关键成分是被称为肌动蛋白丝的线状蛋白质结构，它们沿着细胞膜的内侧（细胞表面）形成一个网络。这个网络是动态的，不断被重塑，因为肌动蛋白构建块要么被添加到细丝的末端，要么被从细丝的末端移除

根据经典模型，细胞运动的产生还需要分子运动肌球蛋白。这些马达使细丝相互移动，从而收缩细胞后部的网络，产生从前到后的肌动蛋白丝流。这种流动使细胞能够向前移动。然而，肌球蛋白活性被生化抑制的实验表明，细胞也能够独立于这种分子马达移动

现在，拜罗伊特大学和格勒诺布尔大学的研究人员发现了一种细胞可以实现这种肌球蛋白非依赖性运动的机制。为此，他们开发了一个模型，证明在细丝上添加和去除肌动蛋白构建块足以产生细胞运动——只要这个过程发生得足够快

超过这个临界速度阈值，肌动蛋白丝在原始球形细胞内的分布发生了变化，导致形成张力不同的前后：在细胞的前部，丝在膜下的密度较低，产生的张力比在后部更大，在后部，相同表面积上存在更多的丝

这种差异导致更多的肌动蛋白丝从前部流向后部，从而建立了一个自我维持的循环。最后，即使在没有分子马达的情况下，也会产生肌动蛋白流，从而产生细胞运动 More information: Winfried Schmidt et al, Myosin-Independent Amoeboid Cell Motility, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.158301. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2311.17659

Journal information: Physical Review Letters , arXiv