生物通報(bào)道：在標(biāo)準(zhǔn)的生物學(xué)課本上，細(xì)胞被描述為一種內(nèi)涵均等的生物質(zhì)體，但是在真實(shí)生命中，其實(shí)細(xì)胞是有前端和后端，頂端和底端區(qū)別的，而且這種極性作用重要，比如決定了酵母細(xì)胞在哪一端出芽。
幾年前，托瓦斯醫(yī)學(xué)研究所的李容（Rong Li，音譯）博士曾揭示了酵母中建立這種細(xì)胞極性的基礎(chǔ)生物學(xué)機(jī)制的許多詳細(xì)內(nèi)容，近期他們又與堪薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)表了題為“Flippase-mediated phospholipid asymmetry promotes fast Cdc42 recycling in dynamic maintenance of cell polarity”的文章，利用一種顯微技術(shù)，結(jié)合*的計(jì)算方法，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)令人驚訝的新型分子開(kāi)關(guān)。這一成果公布在Nature Cell Biology雜志上。
這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)酵母中的一種酶能開(kāi)啟一種特殊機(jī)制，推動(dòng)磷脂（phospholipids）分子從細(xì)胞外翻轉(zhuǎn)到細(xì)胞內(nèi)來(lái)，而且研究人員發(fā)現(xiàn)這種精細(xì)復(fù)雜的機(jī)制不僅僅存在于酵母中，哺乳動(dòng)物也存在。這就為探索細(xì)胞極性發(fā)生的機(jī)制打開(kāi)了新的一扇窗，也將有助于解析肝臟細(xì)胞如何產(chǎn)生極性，以及在疾病中的作用機(jī)制。
文章的通訊作者是斯托瓦斯醫(yī)學(xué)研究所的李蓉教授，這位華裔女科學(xué)家的教育背景幾乎都是在*的高校中完成：1988年畢業(yè)于耶魯大學(xué)，1992年加州大學(xué)舊金山分校獲得博士學(xué)位，之后到加州大學(xué)伯克利分校進(jìn)行博士后研究，1994年進(jìn)入哈佛醫(yī)學(xué)院。她表示，“細(xì)胞極性對(duì)于解析大多數(shù)細(xì)胞的特殊功能具有重要意義”，“我們的這一發(fā)現(xiàn)將提供更多的機(jī)制線索，我們也希望其他研究員能從這項(xiàng)研究中獲益，用于細(xì)胞研究中。”
幾十年前，科學(xué)家們認(rèn)為細(xì)胞極性也許是由外部因素，比如細(xì)胞外的空間化學(xué)信號(hào)決定的，但是研究人員通過(guò)長(zhǎng)期的觀察，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞無(wú)需外部信號(hào)，也能進(jìn)行極化，這說(shuō)明細(xì)胞內(nèi)部具有極化和出芽能力。
這項(xiàng)研究提出了解析這一過(guò)程的一個(gè)重要機(jī)制，細(xì)胞膜內(nèi)的一種分子——Cdc42扮演了重要的調(diào)控作用，在一個(gè)非極性細(xì)胞中，Cdc42隨機(jī)的分布在細(xì)胞膜上和細(xì)胞內(nèi)，而當(dāng)被激活的時(shí)候，這一分子就會(huì)刺激細(xì)胞骨架微絲的形成，從而引導(dǎo)自由懸浮的Cdc42聚集到細(xì)胞膜上Cdc42所在之處。細(xì)胞膜上某些部分的Cdc42就比其它地方更多了，微絲就能開(kāi)啟這一過(guò)程，zui終細(xì)胞會(huì)在Cdc42高濃度處進(jìn)行出芽。
當(dāng)然這一過(guò)程并不如上述的那么簡(jiǎn)單，為了能準(zhǔn)確的觀察到這一過(guò)程，研究人員采用了的熒光漲落譜方法（Fluorescence Fluctuation Spectroscopy，生物通譯），這一方法能通過(guò)分析微小探測(cè)區(qū)域內(nèi)的熒光漲落信號(hào)，獲得粒子亮度、擴(kuò)散系數(shù)以及溶液濃度等信息，如果加入Monte Carlo模擬方法，就能有效去除低亮度、高濃度背景組分自熒光和均勻分布系統(tǒng)噪聲產(chǎn)生的影響。
這項(xiàng)研究為更好的理解所有類型中的細(xì)胞極性提出了新觀點(diǎn)，也證明了新型研究技術(shù)的有效作用，這些都將幫助研究人員進(jìn)一步探索細(xì)胞的分子機(jī)制。下一步這一研究組將進(jìn)一步了解翻轉(zhuǎn)的分子機(jī)制。
李容教授研究組的研究重點(diǎn)包括：I.細(xì)胞極性的確立（Establishment of cell polarity）；II.胞漿移動(dòng)（Cytokinesis）；III. 細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和形態(tài)發(fā)生（Cell motility and morphogenesis）。他們?cè)l(fā)表多篇重要的研究論文，比如他們?cè)l(fā)現(xiàn)細(xì)胞對(duì)抗干擾其基本分裂過(guò)程的秘密，這一發(fā)現(xiàn)也許解釋了癌癥細(xì)胞如何能逃避機(jī)體天然防御機(jī)制，以及*過(guò)程的。
（生物通：張迪）
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Flippase-mediated phospholipid asymmetry promotes fast Cdc42 recycling in dynamic maintenance of cell polarity

Lipid asymmetry at the plasma membrane is essential for such processes as cell polarity, cytokinesis and phagocytosis1, 2, 3. Here we find that a lipid flippase complex, composed of Lem3, Dnf1 or Dnf2 （ref. 4）, has a role in the dynamic recycling of the Cdc42 GTPase, a key regulator of cell polarity5, in yeast. By using quantitative microscopy methods, we show that the flippase complex is required for fast dissociation of Cdc42 from the polar cortex by the guanine nucleotide dissociation inhibitor. A loss of flippase activity, or pharmacological blockage of the inward flipping of phosphatidylethanolamine, a phospholipid with a neutral head group, disrupts Cdc42 polarity maintained by guanine nucleotide dissociation inhibitor-mediated recycling. Phosphatidylethanolamine flipping may reduce the charge interaction between a Cdc42 carboxy-terminal cationic region with the plasma membrane inner leaflet, enriched for the negatively charged lipid phosphatidylserine. Using a reconstituted system with supported lipid bilayers, we show that the relative composition of phosphatidylethanolamine versus phosphatidylserine directly modulates Cdc42 extraction from the membrane by guanine nucleotide dissociation inhibitor.

李容簡(jiǎn)介：
          
Rong Li joins the faculty of Harvard Medical School in 1994. She graduated  from Yale University, receiving both B. S. and M. S. degrees in 1988. In 1992, she earned her doctorate degree from the University of California, San Francisco. Prior to being appointed Assistant Professor of Cell Biology, Dr. Li carried out postdoctoral research at the University of California, Berkeley.
研究重點(diǎn)：I.細(xì)胞極性的確立（Establishment of cell polarity）

          II.胞漿移動(dòng)（Cytokinesis）
          III. 細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和形態(tài)發(fā)生（Cell motility and morphogenesis）

來(lái)源：生物通