利用化学物质人工改变细胞形状

　　

生物通编译：美国化学家改变细胞的形状，提供了将细胞按照需要定制形状的新方法。他们将圆盘形人红细胞改造成了类似于带刺的海胆似的奇怪无规则形状，并且还还原回原来的形状。

Notre Dame大学的J. Middleton Boon和Bradley Smith开发了重排构成细胞膜的基本结构——磷脂的分子¹。该研究组说这些分子设计来将特定的磷脂拉进或拉出细胞，从而不仅控制细胞的形状，而且控制细胞如何与环境相互作用，比如与病毒或激素的相互作用。

通过与外界物质相互作用，细胞表面分子可以将信号传递到内部，告诉细胞改变自己的行为。其他的表面分子标记细胞使其被免疫系统识别为健康或感染细胞。

与其它细胞相同，红细胞的细胞膜具有双层磷脂。两层磷脂并不相同：外层含有更多的一种磷脂和更少的另一种磷脂。这种不对称性分布控制了血液凝结，废物排出，甚至细胞自我破坏的功能。

细胞膜中的磷脂可以移动。为了防止它们混合后形成内层和外层的一致性，细胞使用转位酶以不同方向运输各种磷脂。Boon和Smith合成的分子是人工转位酶。

研究者两年前首次发现这种行为²，但是并不知道原因。他们现在发现人工转位酶粘附到磷脂分子的头上。通过让这种磷脂头在双层膜的疏水性内层可溶性更好，这种酶可以让磷脂从外层到内层，反之亦然。

这种人工转位酶恢复变形的红细胞到正常形状。Boon和Smith通过增加插入细胞膜中的经过修饰的磷脂诱导细胞变形，细胞从盘状变为圆鼓鼓的，多刺的形状。

通过将大多数修饰磷脂转移到外层，合成分子又可以重新建立细胞的最初形状。

Boon和Smith现在正在努力解释这些分子是如何工作的，他们相信将来可能设计特定分子专门携带特定类型的磷脂，并移到特定的层中，从而特异地定制细胞表面的结构，以达到各种生物学目的。（版权所有 转载请注明）

1. Boon, J. M. & Smith, B. D.Facilitated phosphatidylcholine flip-flop across erythrocyte membranes using low molecular weight synthetic translocases. Journal of the American Chemical Society, 123, 6221 - 6226, (2001).
2. Boon, J. M. & Smith, B. D.Facilitated phospholipid translocation across vesicle membranes using low-molecular-weight synthetic flippases. Journal of the American Chemical Society, 121, 11924 - 11925, (1999).

——摘译自7月5日Nature scienceupdate（heartlake）