本文關(guān)鍵詞：馬達蛋白，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

生物通報道：生命在于運動。我們伸手拍蚊子，而后者靈活地躲避了死神之手。這其中發(fā)生了什么？是誰控制我們的手部運動，又是誰解救了蚊子？答案是分子馬達，手部肌肉和蚊子翅膀中的納米級蛋白機器。我們需要這些馬達來拍蚊子、眨眼睛、行走、吃飯、喝水……，做一切你想象得出的事。就在我們伸手拍蚊子的時候，，肌肉中數(shù)百萬分子馬達正進行著精密合作。

有趣的是，強有力的驅(qū)動蛋白無法協(xié)同作用，而較弱且易于解體的動力蛋白卻能夠合作產(chǎn)生很大的力量。研究顯示，當面對更高負載時，動力蛋白運載小隊與微管結(jié)合，而驅(qū)動蛋白快速解散。

為何自然界做出如此不合常理的選擇，讓弱馬達蛋白在許多生物學過程中承擔如此重任呢？研究人員發(fā)現(xiàn)，由于每個動力蛋白都能夠改變其齒輪，一隊動力蛋白就可以分擔很大的負載。正因如此，與其他沒有傳動裝置的強力馬達蛋白相比，動力蛋白團隊合作更為有效。

研究人員將激光束聚焦在小鼠細胞內(nèi)部，以此困住細胞中被馬達蛋白驅(qū)動的單個吞噬體，此時這些馬達蛋白就會使出渾身解數(shù)將物質(zhì)拖出“激光陷阱”。研究人員觀察了四個動力蛋白合力將吞噬體拖出激光陷阱的過程。

Mallik說：“每個動力蛋白都有轉(zhuǎn)換齒輪的特殊能力，就向我們開車上坡要換檔一樣。在動力蛋白運載小隊中，每個蛋白都會依據(jù)所需拉力做出調(diào)整，在拉動時緊密合作。這種形式下動力蛋白能夠平均分攤它們的負載，從而有效產(chǎn)生更大的力量。值得注意的是，驅(qū)動蛋白比動力蛋白更強力，但由驅(qū)動蛋白組成的小隊就無法產(chǎn)生那么大的力，原因就在于驅(qū)動蛋白沒有傳動裝置�！�

看來在人類造出法拉利和蘭博基尼以前，自然界早早就學會了打造帶傳動裝置的納米級馬達了。

（生物通編輯：葉予）

生物通推薦原文摘要：

Molecular Adaptations Allow Dynein to Generate Large Collective Forces inside Cells

Many cellular processes require large forces that are generated collectively by multiple cytoskeletal motor proteins. Understanding how motors generate force as a team is therefore fundamentally important but is poorly understood. Here, we demonstrate optical trapping at single-molecule resolution inside cells to quantify force generation by motor teams driving single phagosomes. In remarkable paradox, strong kinesins fail to work collectively, whereas weak and detachment-prone dyneins team up to generate large forces that tune linearly in strength and persistence with dynein number. Based on experimental evidence, we propose that leading dyneins in a load-carrying team take short steps, whereas trailing dyneins take larger steps. Dyneins in such a team bunch close together and therefore share load better to overcome low/intermediate loads. Up against higher load, dyneins catch bond tenaciously to the microtubule, but kinesins detach rapidly. Dynein therefore appears uniquely adapted to work in large teams, which may explain how this motor executes bewilderingly diverse cellular processes.

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