细胞的骨骼

细胞也有骨骼，但它们不像人的骨骼一样是由钙构成的。生物学家将这些细胞骨骼称为细胞骨架，它是由蛋白质分子形成的链条状骨架。细胞骨架可以使细胞成形，帮助细胞移动。

　　像斯奈尔森的雕像一样，细胞骨架的结构没有固定的尺寸。当外界压力作用于这些细胞骨架时，可以将它们压缩。在针塔里，金属丝传送电压，杆子承受压力。在一个细胞骨架中，替代金属丝和杆的是蛋白质链，它们有的薄，有的厚，还有空的。它们连接在一起形成了一个稳定但是灵活的结构。

　　美国宇航局对细胞骨架发生了兴趣，是因为细胞骨架可以对重力产生反应。重量可以对细胞骨架施加压力，将它压缩。当重力消失的时候(例如在太空飞行的时候)会出现什么样的变化呢?当细胞骨架“放松”时，细胞的行为会出现不同吗?这都是美国航天局的科学家们想知道的事。美国哈佛大学细胞生物学家因博先生是致力于这方面研究工作的负责人。因博解释说：“重力或任何外力作用于细胞膜，细胞骨架可以通过特殊的蛋白质(例如整联蛋白)来察觉这些力的作用。”在细胞里整联蛋白钩住细胞骨架。

　　因博和他的同事通过实验发现当整联蛋白移动时，细胞骨架变硬了。他们的实验过程如下：将细小的、大约只有1～10微米的磁性水珠涂到并凝固在整联蛋白的特殊分子上，然后将它们放在一个磁场里。在磁场的作用下，磁性水珠开始旋转，试图指向磁场，就好像一个罗盘指针指向地球磁场一样。水珠使整联蛋白滚动，接着拧动细胞骨架，使细胞骨架发生移动，结果细胞骨架变硬了。如果细胞骨架受到更重的压力，它会变得更加坚硬。

　　拖拉整联蛋白不仅可以使细胞骨架变硬，也可以激活一定数量的基因。“激活一个基因”意味着诱使一个基因产生核糖核酸和蛋白质。那是非常重要的，因为蛋白质是一些给细胞发信息、通知细胞采取行动的小信使。采用这种方法，似乎可以使细胞在不同的遗传因子中转换。

　　在进行磁性水珠实验前，哈佛大学的因博研究组就已经发现细胞几何学和细胞行为之间的联系。在一次实验中，他们对细胞施加外力，改变活细胞的形状，使它们变成球形，并将它们放到细胞外黏合剂的矩阵岛上，使它们呈现不同的形状——球形、平面、正方形或圆形。扁平的细胞有一副紧绷的细胞骨架，不知为什么它可以感觉到人体到底需要多少这样的细胞，它可以根据人体的需要来调节自己：保护或繁殖自己，或者将自己杀死。例如，人体的红细胞就是一种扁平的细胞，当体内的红细胞过少时，体内可以通过一种促红细胞生长素，促使骨髓生出更多的红细胞；当体内红细胞过多时，一些扁平形状的红细胞就变成其他形状的红细胞——球形、镰刀形、刺猬形等，这些形状的红细胞变形能力很差，它们在体内循环时不能通过比自己还细的毛细血管，于是在血流切应力的作用下发生破裂而死亡，或者被脾脏认为是异类细胞而被扣留、吞噬，最终导致体内红细胞减少。

　　这项研究的潜在应用范围是广泛的，不仅应用于航天，而且可以造福地球的人类。通过研究细胞是如何感觉重力这个问题，科学家就可以了解细胞活动的规律，找出一些治疗疾病的新方法。因为人体中的一些疾病是由于细胞对机械外力的异常反应引起的，通过改变细胞的骨架，可以找出治疗癌症的新方法，也可以提供治疗骨质疏松症、心脏病、肺病和畸形的新方法。

　　

　　责任编辑　蒲　晖