北京
半个多世纪以来，教科书和科学插图都告诉我们同一件事：胶原蛋白是长而坚硬的结构缆绳，像是支撑皮肤、骨骼、肌腱和器官强度的分子钢筋。这个形象深入人心——但它捕捉到的，可能仅仅是胶原蛋白离开细胞之后的样子，而非它在被制造时的真实状态。
巴塞罗那基因组调控中心的研究人员利用活细胞高分辨率成像技术，首次直接观察到了人体内最丰富蛋白质在细胞内的自然形态。结果与经典图像大相径庭：胶原蛋白不是僵硬的杆状物，而是柔软的、像液体一样的小滴。相关研究已发表在《细胞生物学杂志》上。
西班牙加泰罗尼亚高等研究院研究教授、该研究的资深作者维韦克·马尔霍特拉这样描述观察到的现象：“在细胞内部，胶原蛋白并非人们一直假设的刚性分子。它们实际上非常柔软，呈现出液态凝聚体的形态，就像油滴在水里一样。”胶原蛋白约占人体蛋白质总质量的三分之一，细胞如何安全地包装和运输如此巨大的结构分子，一直是一个长期悬而未决的谜题。
这种液态形态可能正是细胞保护自己免受自身结构机制伤害的方式。在细胞外，胶原蛋白的任务是组装成将组织紧紧连接在一起的刚性纤维。如果同样的纤维构建过程发生在细胞内，后果将是致命的。马尔霍特拉解释道：“这是细胞确保胶原蛋白在细胞内永远不会变成纤维的另一种方式。因为如果它变成了纤维，就会杀死细胞。”
这一发现还指向了一种关于细胞如何输出胶原蛋白的新思路。几十年来，许多蛋白质运输模型都围绕受体和囊泡展开——囊泡是那种在细胞内运送货物的小型膜囊。关于这套运输系统的研究，曾获得2013年诺贝尔奖的认可。如今，马尔霍特拉团队提出了一种“液体挤压”假说：胶原蛋白从其生产位点移动到分泌通路的下一个区室，依靠的是一种类似于毛细作用的物理过程。如果这一假说得到证实，可能会影响科学家对伤口愈合、纤维化和癌症的理解。
这项研究的核心矛盾点在于尺寸问题。胶原蛋白在内质网内被制造出来，研究聚焦于一种名为1型前胶原的前体形式，它成熟后会变成1型胶原蛋白。1型胶原蛋白是人体内最常见的胶原蛋白类型，约占总量的90%。当纯化的胶原蛋白在显微镜下观察时，它呈现为可长达400纳米的刚性长杆。而通常情况下负责将蛋白质从制造地点运往细胞外部的囊泡，尺寸远小于此。
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