不对称的细胞

自从人类用显微镜发现了细胞，这种微小而神秘的东西就一直是科学家们研究的重点。近年来，很多细胞生物学方面的研究都涉及到细胞极性的问题。那么，什么是细胞的极性呢?其实，所谓极性，就是一种不对称性，一种非均衡性，这种不对称性是细胞生长的基础，正是因为细胞的不对称生长，产生了极性，这才能完成细胞活动的各项功能。无论在植物细胞或动物细胞中，细胞的极性都普遍存在。

　　我们以人类的神经细胞为例来说明这个问题。神经细胞极性如何形成是发育神经科学领域的重要问题。神经细胞的极性是神经系统构成功能网络的基础。

　　我们的大脑是一个由数以亿计的神经元构成的网络结构，每个神经元通过其突触按照一定的方式相互连接，彼此调节，从而控制呼吸、心跳、感觉、认知等各个层次的生理活动。神经元的形态和功能千差万别，但均有一个共同的特征，就是有一根细长的轴突和多根复杂的树突。神经元这种特殊形态的形成过程称为神经元极性建立。

　　那么，这种极性是如何形成的呢?科学家在这个课题的研究中取得了很多成果。他们发现了许多种蛋白酶在神经细胞的极性建立过程中起到了非常重要的作用。

　　科学家们发现，当神经元极性建立的时候，有一种蛋白激酶(Akt)扮演的角色非常关键，这种物质会选择性的在那些将要成为树突的分支进行降解，而保留在那些将要成为轴突的分支尖端。科学家还发现，如果抑制泛素蛋白酶系统，就可以抑制Akt从多数突起尖端消失，从而使神经元长出多根很长的轴突。这些结果证明，蛋白质的局部降解对于神经元极性是必须的。

　　当然，细胞中的蛋白种类非常多，有的蛋白是在构筑轴突的过程中发挥作用。科学家们发现，有一种调节微管组装和稳定性的激酶(MARK2)在神经轴突发育过程中起重要作用，抑制这种酶的活性导致轴突的过度生长，而过高的酶活性则抑制轴突的生长。在神经细胞的发育过程中，这种酶的活性受到调节，经过一些反应，引起微管在轴突的组装和轴突的延伸。这项研究揭示了神经细胞极性建立的新机制，而且对神经损伤修复和神经退行性疾病的治疗提供了新的思路。

　　当然，细胞的极性是个非常复杂的问题，绝非发现几个蛋白就能够解释。以上所说，仅仅是以神经细胞为例说明细胞极性的重要性。可以说，如果神经细胞没有极性，我们就无法思考。广而言之，极性是所有细胞的基本特性。那么，细胞为何会产生这种特性，各种复杂的蛋白之间是如何相互调节的呢?这些都是科学家们正在研究的问题。

　　现在，细胞极性的研究已经渗透到生物学和医学的各种研究项目当中。在植物学家的研究课题中，他们想明白种子为什么会向上生长，从而能够破土而出。在医学研究者的课题中，他们想知道的是，细胞极性的破坏为什么会导致缺血性急性肾功能衰竭，或者其他各种疾患。这样的研究项目不可胜数，研究者们正在努力寻找各种细胞调控极性的信号通路，希望这些发现能够解开细胞极性的奥秘。

　　

　　责任编辑　李　金