庆应义塾大学理工学院藤原圭教授、土居信秀教授、理工学研究科三山纯二（博士生三年级）、东北大学先进材料研究所吉永夏人副教授、米乐m6官方网站AIST/东北大学数学先进材料建模开放创新实验室(MathAM-OIL) 东京大学艺术研究生院研究小组的实验室副主任兼副教授 Miho Yanagisawa 成功阐明了在模拟微生物的人造细胞中稳定产生决定微生物细胞分裂平面的蛋白质波的条件。
这一结果的发展预计将有助于进一步了解细胞内的动态蛋白质排列机制，并创建能够进行自主细胞分裂的人造细胞。有关这项研究结果的详细信息，请参阅科学期刊``网上生活”的在线版本中发布。
大肠杆菌等细菌通过 Min 蛋白组（MinD 和 MinE）元素的协同作用产生自发往复运动（Min 波）来确定其裂变装置的形成位置。近年来，针对细胞内发生的这种现象，像细胞一样被脂质膜覆盖的囊泡（人造细胞，*1)的尝试变得越来越流行。然而，到目前为止，波的产生机制尚未在实验和理论上得到阐明，因为最小波的产生速率根据构成人造细胞的脂质类型而不同。
庆应义塾大学理工学院专职讲师藤原庆男、理工学研究生院三山淳二（博士生三年级）、东北大学先端材料科学研究所和先进产业技术研究所 (MathAM-OIL) 的吉永夏副教授、艺术科学研究生院副教授柳泽美穗东京的和他们的同事将两种类型的 Min 蛋白封装在由大肠杆菌提取的脂质膜制成的人造细胞中，并进一步封装了活细胞中发现的蛋白质。拥挤的环境的因素来重现该运动。 (*2)（牛血清白蛋白 BSA 和细胞提取物）。
在这项研究中，我们通过实验证明，由于人造细胞体积较小，(1) 与体外分析相比，细胞膜和内部元素的定位效率发生了巨大变化，(2) 抑制这种定位变化对于在人造细胞内产生最小波至关重要。我们还发现，可以使用模拟细胞内拥挤环境的蛋白质来控制人造细胞中最小波的产生。
理论分析也支持了实验事实，并表明存在一种机制可以防止在细胞等狭小的空间中产生最小波，并且控制元素的局部化很重要。
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| 图。本研究结果概要 |
这项研究表明，只有当细胞内脂质膜覆盖的微观空间满足特殊条件时，蛋白质才会发生协同运动。这一结果表明，为了理解生命系统，重要的是要考虑仅在细胞等小体积中发生的现象。此外，未来通过将与细胞分裂相关的因子引入人造细胞中，或许可以创造出能够像活细胞一样自主分裂的人造细胞。
这项研究得到了文部科学省的科学研究资助金、新学术领域“分子污染的生物化学”和“波动与结构的协作”、基础研究 B（特殊领域研究“构成系统生物学”）、基础研究 C 和庆应义塾工程学会的支持。
细胞大小的限制控制蛋白质波的产生和稳定性，以实现细胞内的时空调节
（细胞大小限制控制细胞内蛋白质波的时空控制生成和稳定性）
小山俊史、吉永夏彦*、柳泽美穗、藤原圭*、土居信秀
(*：通讯作者), eLife网络版,https://doiorg/107554/eLife44591