联轴器对带有活动部件的机器至关重要。无论是刚性还是柔性，无论是电机轴之间的连接还是我们身体的关节之间的连接，材料的特性都确保了机械力的传递。在细胞中，移动的亚细胞结构之间的相互作用支撑着许多生物过程。然而，大自然是如何使这种耦合长期困扰着科学家们。

现在，研究人员正在研究酵母细胞分裂中至关重要的一种偶联，他们发现，要做到这一点，蛋白质相互协作，使它们凝聚成液滴。这项研究是由Paul Scherrer Institute PSI的Michel Steinmetz团队和苏黎世联邦理工学院的Yves Barral团队在苏黎世联邦理工学院的Eric Dufresne和Jörg Stelling团队的帮助下合作完成的。

通过形成液滴，蛋白质实现了完美的材料特性，以确保生物功能。Barral的研究小组正在研究酵母的细胞分裂过程，他认为，这一发现只是对智能液体在细胞中所起作用的新理解的开始。“我们发现，由生物分子组成的液体可以非常复杂，从宏观的角度来看，它表现出比我们习惯的更广泛的特性。在这方面，我认为我们会发现这些液体具有令人印象深刻的特性，它们是在数亿年的进化过程中被选择出来的。”

微管:细胞的生命线

这项研究的重点是发生在微管末端的一种耦合——微管是一种纵横交错在细胞质上的细丝，与外星人的触手有着令人不安的相似之处。这些由小管蛋白组成的中空管就像绳索一样，在细胞内运输各种货物。

在细胞分裂过程中，微管接收它们最重要的货物之一。在酵母中，它们的重要作用是在母细胞和出芽的子细胞之间拖动包含分裂染色体的细胞核。要做到这一点，微管必须通过一种运动蛋白连接到固定在新生子细胞细胞膜上的肌动蛋白电缆上。然后，马达蛋白沿着肌动蛋白电缆行走，将微管拉入子细胞，直到其宝贵的遗传物质货物到达两个细胞之间的预定目的地。

这种耦合——对细胞分裂至关重要——必须承受运动蛋白移动时的张力，并使细胞核能够被巧妙地操纵。米歇尔·斯坦梅茨(Michel Steinmetz)在PSI的研究小组是微管结构生物学方面的专家，他解释说:“在微管和运动蛋白之间，需要有一种粘合剂。爱博网投领导者没有它，如果微管分离，你最终会得到一个没有遗传物质的子细胞，无法存活。”

自然柔性耦合

在酵母中，形成所谓的Kar9网络核心的三种蛋白质装饰微管尖端，以实现这种耦合。它们如何获得必要的材料特性似乎与对蛋白质相互作用的传统理解相矛盾。

长期以来，科学家们一直感兴趣的一个问题是，即使微管蛋白亚基被添加或移除，三种核心Kar9网络蛋白是如何附着在微管尖端的:相当于钢丝绳末端的钩子在插入或剪断绳索的相邻部分时保持在原位。在这里，他们的发现提供了一个答案:就像一滴液体胶水会附着在铅笔的末端一样，这种蛋白质“液体”可以附着在微管的末端，即使它在生长或收缩。

研究人员发现，为了获得这种液体特性，三个核心Kar9网络蛋白通过一个弱相互作用的网络协作。由于蛋白质在许多不同的点上相互作用，如果一个相互作用失败，其他的相互作用会保留下来，“胶水”基本上会持续存在。研究人员认为，这赋予了微管即使在紧张状态下也能保持附着在运动蛋白上所需的灵活性。

为了获得他们的发现，研究人员系统地探测了Kar9网络的三种蛋白质成分之间的相互作用。基于先前在Swiss Light Source SLS获得的结构知识，他们可以对蛋白质进行突变，以选择性地去除相互作用位点并观察效果在活的有机体内和在体外。

在溶液中，这三种蛋白质聚集在一起形成了不同的液滴，就像水中的油一样。为了证明这种情况发生在酵母细胞中，研究人员调查了突变对细胞分裂的影响，以及蛋白质追踪收缩微管末端的能力。

“证明蛋白质相互作用形成液体冷凝物是相当简单的在体外。但要提供令人信服的证据证明这就是正在发生的事情，这是一个巨大的挑战在活的有机体内斯坦梅茨在2015年的一篇评论文章中首次与荷兰的一位同事一起提出了微管尖端结合蛋白的‘液体蛋白胶’概念。

不是普通的多用途胶水

Barral对这种胶水的复杂程度感到震惊。“它不仅仅是一种胶水，而是一种智能胶水，能够将空间信息整合在一起，只在正确的地方形成。”在细胞质中错综复杂的相同微管中，只有一个微管接受液滴，使其能够附着在肌动蛋白电缆上，并将遗传信息拉到适当的位置。他强调说:“大自然是如何设法在一个微管的末端组装一个复杂的结构，而不是其他的，这是令人难以置信的。”

研究人员认为，蛋白质的液体特性在实现这种特异性方面起着重要作用。就像油醋汁中的小油滴融合在一起一样，他们假设小油滴最初在许多微管上形成，这些微管随后以某种方式聚集在一个微管上形成一个更大的油滴。这究竟是如何实现的仍然是一个谜，也是斯坦梅茨和巴拉尔团队调查的主题。