我们的细胞可能很小，但它们是活动的细胞。
剑桥大学MRC分子生物学实验室的Simon Bullock正在研究其中发生的事情。
“我所在的部门，即细胞生物学部门，正试图了解细胞和组织是如何组织起来的，并且人们对这些过程如何在人类疾病中出错也有浓厚的兴趣，”他说。
“我的研究团队研究如何通过称为运动蛋白的微小机器
在细胞内运输组件。这些蛋白质可以沿着细胞内的轨道行走，拖着相关的货物，“西蒙解释说。
“这是铁路系统的细胞等价物，在适当的时间将不同的组件分类到正确的位置。这种转运过程适用于所有细胞，但在我们的神经细胞中尤为重要。那是因为这些被称为神经元的细胞长距离延伸，因而依赖于它们内部非常有效的运输系统。“
运输的组件种类繁多，但Simon的团队大部分时间都在研究核糖核酸分子的分选。这些’RNAs’将我们DNA中的遗传密码传递给另一种机器，该机器读取代码并从中产生特定的蛋白质。
“我们真正专注于了解这些RNA如何通过运动蛋白靶向细胞的不同区域，因为这决定了蛋白质的制造和功能，”西蒙说。
“但我们正在研究的运输系统对于细胞中的许多其他过程非常重要。例如，细胞的不同区室需要交换材料，这通常通过称为囊泡的小膜结合结构来完成。这些囊泡也通过运动蛋白质在细胞内移动。“
通过运动蛋白质在细胞周围移动组件，沿着轨道每秒可以达到100步，比使它们漂浮在我们的细胞内部直到它们到达目的地更有效。
“每个细胞都有一个我们称之为细胞骨架的结构，”西蒙说。 “它由不同类型的长丝组成。除了为电池提供结构支撑外，灯丝还可用作电机的轨道。“
我们的蜂窝铁路系统中有不同类型的轨道 – 有些类似于城际路线，而有些则更类似于当地的支线。
“微管是轨道类型之一。它们用于动物细胞中的大多数长途运输。
“另一种类型的跟踪是肌动蛋白，这在许多过程的细胞中非常重要。在运输方面，肌动蛋白主要用于货物离开微管后的短距离输送，“西蒙解释说。
微管是中空管，运动蛋白沿着它们的外部移动。
“有些电机采用手动方式，沿着管子的一部分沿直线路径移动。其他人似乎走路更加混乱，这可能让他们在路径上的障碍物周围移动，“西蒙补充道。
虽然这种运输系统对于正常细胞功能至关重要，但不幸的是，对于我们来说，它也可能被一些非常不愉快的搭便车者使用。
“我们知道，我们细胞中的运动蛋白不仅对贩卖我们自己的细胞成分很重要，而且还被HIV，狂犬病和疱疹等病毒劫持。病毒已经发展成为坚持电机的一种方式，因为这有助于它们到达细胞所需的位置，例如复制，“西蒙说。
“运动蛋白研究的一个潜在的长期益处是，我们可能更好地了解如何阻止病毒蛋白与它们结合，从而对抗感染。
“病毒可以很快进化以防止药物结合，但当病毒必须保留目标位点以便与细胞中的运动相互作用时，这不是一个问题。”
对电机的研究也可以揭示神经退行性疾病的问题。
“在神经退行性疾病中似乎出现问题的最早的事情之一是沿着微管运输货物。据推测，刺激运输过程可以缓解一些与神经变性有关的问题，“西蒙说。
“然而，我们真的处于试图了解运输过程如何运作的基本生物学的早期阶段，将结果转化为药物将具有挑战性并需要很长时间。”
Simon的团队使用一系列技术来研究运输过程的基本生物学。一项研究涉及果蝇，它们的基因可以非常快速和容易地改变。
“我们一直在对果蝇细胞进行大量成像，”西蒙说。 “其中一部分涉及标记货物使其发荧光，其中包括使用其他研究人员最初在水母中发现的蛋白质。我们将荧光蛋白融合到货物中，然后我们可以使用我们的显微镜来观察它是否被带电池的电机移动。“
Simon的MRC分子生物学实验室的同事也利用该研究所耗资500万英镑的低温电子显微镜，帮助他们将其中一种微型电动机（称为动力蛋白）的第一个完整3D模型组合在一起。
这个运动蛋白家族沿微管移动，将货物（包括蛋白质和RNA）运输到我们细胞的不同部位。
还已知Dynein涉及许多疾病，包括病毒感染。
安德鲁·卡特在LMB结构研究部门的小组与多特蒙德马克斯普朗克研究所的亚历山大·伯德小组合作完成了这项工作。
动力本身不会长距离移动 – 它就像一辆刹车的火车。但是，一旦被绑定到货物上称为dynactin和蛋白质的蛋白质复合物，它就形成了一种强大的运输机器，能够在不停止的情况下进行数千步。破坏这一过程可能会导致大脑形成缺陷，导致学习障碍或某些形式的癫痫。安德鲁和他的同事的工作显示了动力蛋白是如何处于非活动状态的，以及它是如何在货物装载后才被触发移动的。
由纳税人资助的医学研究委员会设施进行的研究是为了提高我们对人类生物学的认识而开展的- 实验室上个月在剑桥生物医学校园的家中吸引了2000人参加开放日活动，获得了令人难以置信的10项诺贝尔奖它的名字。
西蒙说：“许多重大的科学发现都是出于好奇心。” “人们往往不打算做出具体的发现，但他们追随自己的利益。他们看到了意想不到的东西，这导致了一个全新的研究方向。好奇心驱动的研究仍然非常重要。“
尽管如此，通过与制药公司合作将这项研究转化为治疗方法的好处是显而易见的。随着AstraZeneca在LMB的道路上建立其全球总部和研发设施，合作的机会只会增加。据剑桥独立报报道，LMB和AstraZeneca已经在一些项目上密切合作。
“我认为让阿斯利康作为我们的邻居会非常棒，”西蒙说。 “阿斯利康和LMB的专业知识是高度互补的，并且有很大的协同作用空间。”
将微观生活带入我们的学校，激励学生
西蒙布洛克十几岁时被他从凝视显微镜下来时所观察到的东西吸引到了生物学领域。
“而不是了解生化反应是如何工作的细节，而是看到水蚤的心跳真的让我迷上了。我仍然喜欢在我的工作中俯视显微镜，“他说。
MRC分子生物学实验室的Simon及其同事开发了一个项目，旨在为年幼的孩子提供在微观层面上对生活感到惊讶的机会。
Microscopes4Schools是一项为小学生提供的实践科学外展活动，现在由Mathias Pasche领导，由LMB的志愿科学家提供。
他们访问当地学校，提供关于细胞和显微镜的简短互动谈话，然后进行实际的实践操作，学生可以使用高质量的教育显微镜观察不同的生物样本，如香蕉细胞，水蚤，甚至他们的自己的脸颊细胞。
“这是为孩子们提供一种可能引起科学兴趣的体验，”西蒙说。
基本的显微镜可以花费40英镑，而更高质量的显微镜可以让你回到300英镑左右。预算压力意味着许多学生在中学或六年级之前不会使用显微镜 – 尽管如果家里有显微镜，父母可以激励他们的孩子。
“正在发生的事情对孩子们来说非常好，”西蒙说。 “在夏天，你可以得到一些池塘水，看到很多生活。你也可以看看酸奶中的细菌，或水族馆的池塘杂草。“
您可以在Microscopes4Schools网站上找到有关Microscopes4Schools的更多信息，并找到有关实验的宝贵资源。
