世界上最快的生物運動背后的巨大蛋白

　　科學家們發現了Spirostomum的超快收縮的分子基礎，Spirostomum是一種以令人難以置信的快速運動而聞名的毫米級單細胞原生動物屬。利用從RNAi獲得的高質量基因組，研究人員發現收縮結構，即網狀收縮纖維系統，是由兩個巨型蛋白和兩個Ca2+結合蛋白組成。

　　這項研究對于理解超快細胞收縮的分子機制具有重要意義，并為設計和建造超快收縮的微機械提供了藍圖。

　　在他1676年10月9日給皇家學會的著名信件中，Antonie van Leeuwenhoek描述了一種單細胞真核生物（Vorticella）及其迷人的超快細胞收縮，這是第一組發現。這種由Ca2+依賴性機制引發的超快細胞收縮不同于在肌動蛋白-肌球蛋白和dynein/kinesin-tubulin系統中發現的三磷酸腺苷（ATP）-依賴性機制。

　　Spirostomum（大旋口蟲）是一屬毫米級的單細胞原生動物，以其難以置信的快速運動而聞名，如Vorticella（鐘形蟲）。由于它們的超快速收縮，它們能夠進行生物界中一些最快的運動。然而，盡管有很多研究，這種超快細胞收縮背后的分子機制長期以來一直是個謎。

　　最近，由中國科學院水生所苗圩教授領導的研究小組通過描述Spirostomum的超快收縮背后的分子基礎揭開了這個謎團。該團隊的研究發表在《科學進展》上。

　　在這項研究中，研究人員使用他們之前建立的基因組組裝管道獲得了Spirostomum的高質量基因組。他們發現，收縮結構是一個網狀的收縮纖維系統，由兩個巨型蛋白和兩個Ca2+結合蛋白組成。利用RNAi，他們驗證了巨型蛋白的功能。

　　超分辨率成像顯示，網狀收縮纖維系統與微管細胞骨架、線粒體和內質網（ER）耦合，很符合斯皮羅斯托姆細胞重復性超速收縮和延伸的生物和物理需要。

　　"實際上，我們的研究為研究非模式原生動物提供了一個有價值的參考，涵蓋了從基因組到分子研究的各個方面，"MIAO教授說。

　　這項研究對于理解超快細胞收縮的分子機制具有高度意義，并為超快收縮微機械的生物模仿、設計和建造提供了良好的藍圖。