颠覆经典的新发现：物质进入细胞核的简单路径

　　

生物通报道：在8月9日的《细胞运动和细胞骨架》杂志上，美国纽约城市大学布鲁克林学院研究人员发表的一篇文章颠覆了之前有关细胞外物质进入细胞核的经典理论。此前，研究人员认为细胞外物质必定经过复杂的过程才能进入到细胞核中。而新的研究则证实，细胞外物质和细胞核之间存在一种更为简单的分子路径。

 

此前的经典理论推测细胞外物质进入细胞核的过程非常复杂，必须经历多个步骤：首先，细胞膜内陷将细胞外物质包裹住，即细胞的内吞作用（endocytosis）或噬菌作用（phagocytosis）；接着，这些包裹部位形成内涵体（endosome）或吞噬体（phagosome）；最后，这些物质会从内涵体或吞噬体中游离出来并进入细胞核。

 

    纽约城市大学布鲁克林学院的Ray Gavin领导的这个研究组则发现了细胞外物质进入细胞核的新路径。该研究组利用美国科学基金会资助的共聚焦显微镜对原生动物“嗜热四膜虫（Tetrahymena thermophila）”的细胞进行了观测。通过使用荧光标记技术，研究人员意外地观测到内涵体和它所包含的化学物质能够直接进入细胞核。

 

    共聚焦显微镜在生物学研究中得到广泛应用。共聚焦显微技术按照显微镜构造原理的不同分成激光扫描共聚焦和数字共聚焦显微技术两种。共聚焦技术具有成像清晰、获得三维图像、进行多标记观察、活细胞内动态生理反应的实时观察记录、定性定量分析等优势.与共聚焦显微技术相关的技术有荧光染料的选择、荧光指示剂装载以及图像数据处理等。

 

Gavin指出，他们的这一发现表明，进入细胞的物质不必离开内涵体就能进入细胞核——这意味着细胞外物质进入细胞核的过程比之前认为的要少一步，并没有之前想象的那样复杂。研究人员还指出，尽管这项观察研究还只是从原生动物四膜虫获得，但由于之前基于四膜虫的很多发现都在生物界广泛发现，所以他们相信这种路径很可能在其它生物体中也同样存在。

 

 内涵体（endosome）是细胞内的一个泡状细胞器，它的释放与细胞的内吞作用（endocytosis）紧密相关。科学家长期以来认为，内吞作用是由单纯的信号失活和受体减量调节（downregulation）机制引起的，直到20世纪90年代，研究人员才在动物实验中证实，一些配体结合受体（ligand-boundreceptors）需要内化进入内涵体，才能进行信号表达。

 

在另外一项有关内涵体的新研究中，美国萨克生物研究所（TheSalkInstituteinLaJolla）的NikoGeldner和同事在论文高级作者JoanneChory的指导下，研究了一种促进拟南芥根部细胞分裂的类固醇受体——激酶BRI1.他们跟踪研究了该受体在细胞质中不同位置的分布和被激活情况，结果发现，这些受体不仅会出现在质膜（plasmamembrane）中，而且同样会存在于内涵体中，不论激活与否。此外，研究人员发现，当增加内涵体中的受体时，相关的路径会被打开，基因响应也有所增强，这表明内涵体中的受体被激活，并出现某种信号机制。（生物通雪花）