細(xì)胞膜(cell membrane)又稱(chēng)細(xì)胞質(zhì)膜，是細(xì)胞表面的一層半透膜，能夠保護(hù)細(xì)胞不受外界侵?jǐn)_。細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)組分主要包括蛋白質(zhì)（占60%-80%）、類(lèi)脂（占20%-40%）和碳水化合物（5%），碳水化合物分布在類(lèi)脂和蛋白質(zhì)之間。這道難以穿越的重要屏障一直是生物學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。日前，瑞士和法國(guó)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞膜變形的一個(gè)重要機(jī)制。

細(xì)胞膜是非常有彈性的，在需要的時(shí)候可以發(fā)生扭曲和變形。已知細(xì)胞膜變形是ESCRT-III蛋白復(fù)合體介導(dǎo)的，不過(guò)迄今為止人們還不清楚這一復(fù)合體的作用機(jī)制。研究人員在十月二十九日的Cell雜志上發(fā)表文章指出，ESCRT-III蛋白復(fù)合體在細(xì)胞表面形成了一種分子彈簧，像手表上的發(fā)條那樣運(yùn)作。

ESCRT-III蛋白復(fù)合體是在十五年前被發(fā)現(xiàn)的，它在細(xì)胞生命循環(huán)的關(guān)鍵時(shí)刻起到了必不可少的作用。舉例來(lái)說(shuō)，ESCRT-III蛋白復(fù)合體在細(xì)胞分裂的最后階段起作用，幫助細(xì)胞分裂成兩個(gè)子細(xì)胞。除此以外，ESCRT-III還被一些病毒（比如HIV）利用，幫助它們從宿主細(xì)胞分離出去。

這項(xiàng)研究闡明了ESCRT-III的作用機(jī)制。研究顯示，這種復(fù)合體就像樂(lè)高積木一樣彼此拼裝，呈現(xiàn)一種螺旋形。蛋白緊緊壓縮在一起，就具備了促使細(xì)胞變形的能力。這種機(jī)制與手表上的發(fā)條非常類(lèi)似，手表發(fā)條通過(guò)壓縮積聚能量，隨后推動(dòng)指針的運(yùn)行。

揭示ESCRT-III復(fù)合體的分子機(jī)制，需要生化學(xué)家、物理學(xué)家和理論家的密切合作。法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究院CNRS的Martin Lenz預(yù)測(cè)了ESCRT-III儲(chǔ)存的能量和彈性強(qiáng)度，而日內(nèi)瓦大學(xué)的研究人員通過(guò)生物物理學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

為了在納米水平上實(shí)時(shí)觀(guān)察ESCRT-III蛋白復(fù)合體的運(yùn)動(dòng)，研究人員采用了最新技術(shù)——高速原子力顯微鏡（AFM）。據(jù)介紹，只有這種原子力顯微鏡能夠?qū)崟r(shí)提供納米級(jí)的分辨率。高速原子力顯微鏡是首次被用于這類(lèi)研究，這再次證明了跨學(xué)科合作的重要意義。