馬達(dá)蛋白團(tuán)結(jié)就是力量
生命在于運(yùn)動。我們伸手拍蚊子，而后者靈活地躲避了死神之手。這其中發(fā)生了什么？是誰控制我
們的手部運(yùn)動，又是誰解救了蚊子？答案是分子馬達(dá)，手部肌肉和蚊子翅膀中的納米級蛋白機(jī)器。
我們需要這些馬達(dá)來拍蚊子、眨眼睛、行走、吃飯、喝水……，做一切你想象得出的事。就在我們
伸手拍蚊子的時候，肌肉中數(shù)百萬分子馬達(dá)正進(jìn)行著精密合作。

許多細(xì)胞過程都需要多個馬達(dá)蛋白共同產(chǎn)生較大的力量，因此了解馬達(dá)蛋白如何產(chǎn)生合力很重要。
此前人們對其中的機(jī)制知之甚少，日前印度TIFR塔塔基礎(chǔ)研究院Dr. Roop Mallik領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)
在細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)了單分子水平的光學(xué)捕獲，定量了馬達(dá)蛋白小隊(duì)驅(qū)動單個吞噬體時生成的力量。這項(xiàng)
研究發(fā)表在zui近一期的Cell雜志上。

有趣的是，強(qiáng)有力的驅(qū)動蛋白無法協(xié)同作用，而較弱且易于解體的動力蛋白卻能夠合作產(chǎn)生很大的
力量。研究顯示，當(dāng)面對更高負(fù)載時，動力蛋白運(yùn)載小隊(duì)與微管結(jié)合，而驅(qū)動蛋白快速解散。

為何自然界做出如此不合常理的選擇，讓弱馬達(dá)蛋白在許多生物學(xué)過程中承擔(dān)如此重任呢？研究人
員發(fā)現(xiàn)，由于每個動力蛋白都能夠改變其齒輪，一隊(duì)動力蛋白就可以分擔(dān)很大的負(fù)載。正因如此，
與其他沒有傳動裝置的強(qiáng)力馬達(dá)蛋白相比，動力蛋白團(tuán)隊(duì)合作更為有效。

研究人員將激光束聚焦在小鼠細(xì)胞內(nèi)部，以此困住細(xì)胞中被馬達(dá)蛋白驅(qū)動的單個吞噬體，此時這些
馬達(dá)蛋白就會使出渾身解數(shù)將物質(zhì)拖出“激光陷阱”。研究人員觀察了四個動力蛋白合力將吞噬體
拖出激光陷阱的過程。

Mallik說：“每個動力蛋白都有轉(zhuǎn)換齒輪的特殊能力，就向我們開車上坡要換檔一樣。在動力蛋白
運(yùn)載小隊(duì)中，每個蛋白都會依據(jù)所需拉力做出調(diào)整，在拉動時緊密合作。這種形式下動力蛋白能夠
平均分?jǐn)偹鼈兊呢?fù)載，從而有效產(chǎn)生更大的力量。值得注意的是，驅(qū)動蛋白比動力蛋白更強(qiáng)力，但
由驅(qū)動蛋白組成的小隊(duì)就無法產(chǎn)生那么大的力，原因就在于驅(qū)動蛋白沒有傳動裝置。”

看來在人類造出法拉利和蘭博基尼以前，自然界早早就學(xué)會了打造帶傳動裝置的納米級馬達(dá)了。