Science：小型捕食者的变形能力归功于“折纸般的”细胞结构

　　

对于微生物世界的微小猎人来说，依靠将脖子伸展到身体长度的30倍来释放致命的攻击，复杂的折纸状细胞几何结构是关键。

一项新的研究报告称，这种几何形状使得单细胞捕食者泪鱼(Lacrymaria olor)的脖子状突起能够快速超伸展。这些发现不仅解释了L. olor的极端变形能力，而且还具有激发软物质工程或机器人系统设计创新的潜力。

单细胞原生生物以其实时动态形态变化的能力而闻名，包括细胞结构的大转变。这些生物经历了巨大的应变和应变速率来完成这些壮举。其中一种原生生物，L. color，伸出脖子状的突起来捕捉远处的猎物。这种微小的40微米单细胞生物可以在不到30秒的时间内反复拉伸到1200微米，然后迅速收回。然而，产生L. olor的极端超扩展性的潜在机制仍然未知。

为了在亚细胞水平上观察这些机制，Eliott Flaum和Manu Prakash使用了实时成像、共聚焦和透射电子显微镜的组合。他们发现一种折纸状的层状皮质细胞骨架和膜结构使L. olor的快速伸展和收缩。根据研究结果，细胞膜被折叠成15个具有传染性的褶，这些褶合在一起，形成了一个弯曲的折纸，可以顺序地展开线轴，从而快速、可重复地拉伸颈部。这种复杂的折叠方案是建立在微管丝的螺旋结构上的，微管丝引导膜折痕，以确保在形状变化过程中快速有效地展开和再折叠。

为了更好地理解其中的动力学，Flaum和Prakash开发了一种机械纸模型，模仿L. olor的弯曲折纸结构。在《透视》一书中，Leonardo Gordillo和Enrique Cerda更详细地讨论了这些发现。