美国重建细胞骨架构建“微管回路”

1月24日，美国普林斯顿大学在其网站发布研究成果，他们构建了细胞骨架回路并重构微管结构。受神经系统轴突的启发，研究人员将分支微管成核路径与微纳加工相结合，开发了“细胞骨架回路”，将其用于开发纳米技术平台。他们开发的平台可用于从高效的芯片分子传输到机械纳米致动器等多种应用。这项技术最终可能推动软体机器人、新药和高精度生物分子运输合成系统的发展。

在细胞内部，由微管蛋白质形成的细长管状结构，称为微管。微管在细胞内具有重要功能，为分子运输提供坚固“道路”。微管网络是细胞骨架的主要组成部分，它就像树根分支系统一样，维持细胞形状和帮助细胞分裂。微管支架除了有助于维持细胞形状外，还可以像分子“运输轨道”一样工作。有一种专门的马达蛋白作为“动力源”携带着分子沿着微管丝运转。微管分子组成的微小变化就像路标一样，可以调整化学物质的路线，将分子有效载荷送到目的地。然而，过去的研究主要集中在具有固定长度和布局的微管上，并且没有关注微管如何生成，这限制了微管架构的设计。

研究人员创建了一个控制微管生长的系统，使用微/纳米和微流体制造的专业设备，精确地控制微管分支的生长。他们能够调节生长的角度和方向，使其规律性生长，从而创新微管结构。

科研团队表示，接下来计划进一步研究如何沿着微管分支引导化学物质输运，目标是建立一个可控的化学物质运输系统。此外，他们还研究了微管网络像“微型镊子”一样在极其微小的物体上施加物理力的用途。针对存在的问题，科研人员建议，在细胞骨架回路中使用如驱动蛋白的生物分子马达，以在分支微管上发展强大的生物芯片上转运分子。然而，细胞骨架回路中微管固有的均匀极性和高密度可能会使得以与生命系统相当的更高产量和效率进行分子转运。此外，细胞骨架回路可以通过将其与其他化学、光学、磁性和电气组件集成来扩展，以创建更复杂和动态的结构。