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　　麻省大學Amherst分校的生物物理學家指出，此前人們研究主動運輸?shù)哪Ｐ瓦^于簡單，無法反應(yīng)活細胞中擁擠的主動運輸，而他們使用新技術(shù)對運輸系統(tǒng)進行了改進，研究結(jié)果推翻了人們對主動運輸老觀點。

　　許多活細胞的主動轉(zhuǎn)運系統(tǒng)在微管組成的高速軌道上運行，驅(qū)動蛋白負責將貨物快速運輸?shù)侥康牡?。研究人員指出，盡管細胞中的交通運輸非常繁忙，但主動運輸系統(tǒng)仍然能夠有效工作，既不會發(fā)生事故也不會出現(xiàn)交通堵塞。

　　麻省大學Amherst分校的生物物理學家們認為以往的主動運輸模型過于簡單，無法貼切描述活細胞中密集的動態(tài)過程，他們利用新技術(shù)和特制顯微鏡對此進行了改進。在神經(jīng)元等細胞中主動運輸對于細胞存活至關(guān)重要，而這項由生物物理學家Jennifer Ross領(lǐng)導(dǎo)的新研究，大大增進了人們對主動運輸平穩(wěn)進行的了解。

　　以往主動運輸研究的簡單模型揭示了單個驅(qū)動蛋白的工作機制，包括載量對運輸速率的影響、驅(qū)動蛋白在十字路口或因微管結(jié)合蛋白而停止等。但還有許多問題未能解決，例如在交通擁擠時驅(qū)動蛋白如何實現(xiàn)有效運輸。

　　在這項研究中，研究人員深入解析了細胞內(nèi)復(fù)雜而擁擠的環(huán)境，描述了細胞器等大物質(zhì)沿一米長的神經(jīng)元從脊柱運輸?shù)酱竽_趾的過程。以往人們認為細胞器運輸可能導(dǎo)致交通擁堵進而使驅(qū)動蛋白解離，但新研究顯示大物質(zhì)運輸涉及了很多驅(qū)動蛋白，因此細胞器運輸不成問題。盡管大物質(zhì)運輸?shù)乃俣葧p慢，但并不會影響其他過程，研究顯示細胞器運輸1米需要12天而非6天。

　　這項研究的關(guān)鍵是一個定制的單分子全內(nèi)反射熒光顯微鏡TIRF，該顯微鏡比市面上的儀器更加明亮，實時成像單個分子的能力非凡。此外，研究人員還使用了量子點（Qdots），量子點（Qdots）是一種半導(dǎo)材料的納米晶體，其尺寸不同所發(fā)出的熒光也不同，因此可作為生物探針。

　　細胞中的微管系統(tǒng)就像高速公路網(wǎng)，各種細胞所需的物質(zhì)在微管上運輸。而驅(qū)動蛋白負責用“雙腳”抓住軌道帶著貨物沿微管向指定行進。研究人員用量子點模擬主動運輸?shù)呢浳铮ɡ缇€粒體），發(fā)現(xiàn)量子點與多個驅(qū)動蛋白結(jié)合。

　　驅(qū)動蛋白的麻煩在于它們不能轉(zhuǎn)換軌道，此前人們認為當軌道中有移動緩慢甚至停止的驅(qū)動蛋白時，就會造成“交通堵塞”從而阻礙主動運輸。然而新研究推翻了這一觀點，指出主動運輸依然可以平穩(wěn)運行。

　　量子點的獨特優(yōu)勢在于它們能夠結(jié)合多種驅(qū)動蛋白，并立刻沿著運輸軌道移動。研究人員使主動運輸量子點的驅(qū)動蛋白持續(xù)增加，以此研究在交通繁忙時主動運輸?shù)那闆r。

　　研究顯示，量子點由多個驅(qū)動蛋白負載，結(jié)合在數(shù)個軌道之上，因此個別驅(qū)動蛋白的結(jié)合或解離都不影響量子點與軌道的連接。即使個別驅(qū)動蛋白遇到阻礙，量子點也能夠繼續(xù)前行。研究人員指出，多個驅(qū)動蛋白的運輸模式使交通繁忙在細胞中不成問題，運輸可能會減慢但不會停止。