西班牙科研团队日前取得了里程碑式的突破，他们成功拍摄到了全球首张人类细胞内部“高速公路网络”——微管结构形成初期的详尽图像。这一研究成果不仅解答了一个困扰科学家已久的谜题，即在细胞分裂过程中被称为“微管”的细微构造是如何构建起来的，更预示着癌症及众多其他疾病的靶向治疗将可能迎来崭新的发展机遇。
    
    巴塞罗那基因组调控中心生物化学家托马斯·萨里指出：“微管是细胞架构的关键要素，然而迄今为止，我们所依赖的所有关于微管最初形成阶段的图像均基于酵母模型或概念性插图。现在，我们首次捕捉到了人体细胞内该过程的真实动态，这使我们能够探索其背后的调节机制，鉴于微管在细胞生物学中的基础作用，这项发现最终有望引领针对各类疾病创新疗法的研发。”
    
    在细胞体内，微管如同高效的高速公路系统，在不同区域间输送物质，并在细胞分裂中起到至关重要的作用，它们像精密的套索一样通过分离复制染色体来确保细胞精确分裂成两个子细胞。微管的构建始于一个名为“微管成核”的过程，由微管蛋白通过一个名为γ-微管蛋白环复合物（γ-TuRC）的模板结构进行组装。
    
    研究团队揭示了一项重大发现：当人类γ-TuRC暴露出14行而非正常运作所需的13行微管时，引发了一场科学疑云，同时γ-TuRC的环状结构在预期闭合状态下呈现开放状态。借助高分辨率图像和原子级胶片技术，科研人员逐步解开了这个谜团。为了捕捉到这一高速发生的微妙过程，他们采用特殊手段减慢了实验速度。
    
    细胞生物学家考里戴尔·布里托表示：“我们历经艰辛找到了恰当条件，在微管成核过程中对超过一百万个微管进行成像，以防止它们过度生长而掩盖γ-TuRC的作用。”借助实验室先进的分子工具箱，研究团队成功地将微管片段定格。
    
    研究人员利用冷冻电子显微镜和复杂的图像处理技术，解析出了微管形成过程中γ-TuRC的三维结构。他们观察到，当γ-TuRC启动微管成核并促进其生长时，会发生形状变化。它巧妙地关闭自身，存储与微管设计匹配的微管蛋白，并揭示出一种新的锁定机制，表明生长中的微管协助γ-TuRC找到正确的构型。
    
    西班牙国家癌症研究中心的结构生物学家奥斯卡·洛卡解释说：“我们已经可视化了微管形成的启动过程，发现人类γ-TuRC是一个初始开放的环状结构，一旦闭合，便成为微管成核的理想模板。更为关键的是，我们揭示了为了实现环状结构的闭合，必须将微管的‘第一块砖’精准放置；此时，γ-TURC的一个特定区域会作为锚点与这块‘第一块砖’结合，进而促使环状结构闭合并启动微管的构建。”
    
    微管功能障碍与许多健康问题密切相关，包括但不限于癌症、哮喘、心脏病以及神经退行性疾病等。尽管目前已有针对微管的癌症治疗方法，但这些药物常伴有影响正常细胞的副作用，且肿瘤可能逐渐产生抗药性。因此，深入理解微管及其构建机制具有极其重大的价值。
    
    托马斯·萨里进一步阐述：“随着后续研究阐明调节因子如何与γ-TuRC相互作用，以及它们如何影响成核过程中的构象变化，我们将有可能改写对于微管工作原理的认知，并最终发掘出人们期待已久的替代靶点，以阻止癌细胞经历细胞周期，从而为癌症治疗提供全新的策略。”
    【结尾段】
    这项革命性的研究成果已发表在国际权威期刊《科学》上，其深远影响或将开启医学领域的新纪元。敬请持续关注“知新了了”，获取更多此类前沿科技资讯！