细胞如何利用冷凝作用密封组织

我们的身体和器官通过皮肤等组织屏障与外界环境隔离。这些屏障必须紧密密封，以防止有害物质进入。这种密封是通过称为紧密连接的结构实现的。然而，这些紧密连接是如何形成的一直是个谜。

现在，由德累斯顿工业大学生物技术中心 (BIOTEC) 的 Alf Honigmann 教授领导的一个跨学科研究小组发现，负责这些密封的蛋白质在细胞表面形成一种液体状物质，很像在冷窗上凝结的水。

他们的研究成果发表在《自然》杂志上。

我们的皮肤是抵御外界的保护盾，就像一堵坚固的砖墙，必须密封严实，以防破裂。同样，我们的肺或肠等器官也必须密封，以确保内容物不会溢出到身体的其他部位。我们器官的最外层通过细胞间的特殊密封(称为紧密连接)来实现这一点。

紧密连接很像地板砖或墙砖之间的接缝。它们是环绕每个细胞顶部的带状物，与相邻的细胞相连，在细胞间形成紧密的密封。

“与砖墙中的瓷砖或砂浆之间的接缝不同，紧密连接是动态的。我们的皮肤或器官很柔软，细胞的形状不断变化。紧密连接必须能够适应细胞形状的变化，并且仍然能够密封缝隙，”生物物理学系主任兼 BIOTEC 研究组组长 Honigmann 教授解释说。“紧密连接如何能够在细胞周围形成如此坚固而又柔韧的材料是一个有趣的科学问题。”

表面凝结

为了了解这些密封是如何形成的，Honigmann 教授的团队使用了先进的生物物理方法来实时观察这一过程。他们开发了一种可以随意化学开启或关闭紧密连接形成的方法。他们还利用基因工程为密封蛋白添加荧光标记。总之，他们能够使用高分辨率显微镜实时观察紧密连接的形成。

研究小组与德累斯顿马克斯普朗克复杂系统物理研究所 (MPI-PKS) 的 Frank Jülicher 领导的理论物理学家合作，证明紧密连接自组装是由一种称为表面润湿的物理现象驱动的。

“这些紧密连接蛋白的行为方式与水非常相似，这真是令人着迷。结合我们的观察结果和理论物理模型，我们得出了液体在表面凝结的物理过程，”该项目的研究员、现任英国罗莎琳德富兰克林研究所研究小组负责人的卡琳娜·庞博-加西亚博士说。

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