显微镜下看到的细胞骨架。它们如人体骨骼一样，维持着细胞的形态，引导细胞内各种结构的运动。| Harvard University

线粒体在细胞内的运动，依赖于一种很细的名为微丝的细胞骨架。微丝就像缆绳，由蛋白质做为缆车，搭载着线粒体“乘客”在微丝上滑行，实现在细胞内的运动。

科学家们早就发现，微丝在干活儿的时候有一种很不寻常的行为——喜欢扎堆儿。不光如此，聚集在一起的微丝通常会以恒定的速度转圈，就像一个正在运行的雷达在搜索着什么。

在细胞内旋转的微丝团。｜Journal of Cell Biology

3月3日，《自然》杂志发表的一项研究发现，细胞分裂时，线粒体要分得均匀，还得仰赖微丝的奇特功能。

在高分辨率显微镜下，线粒体在细胞分裂中的运动似乎可以不用蛋白质“缆车”，而是直接缠到“缆绳”上。“缆绳”时常发生缠绕，这一缠绕，就把大量“乘客”给困在了里面，让它们动弹不得。

但是说来也奇怪，这一团“缆绳”说紧就紧，说松就松，有时会像引发微型爆炸一样，突然把里面的“乘客”一股脑儿向各个方弹射出去，速度很快。“乘客”身上通常还会系着一根“缆绳”，能在细胞内“坠落”相当一段距离，上演一次惊险刺激的“蹦极”。

微丝将线粒体向各个方向弹射，像是上演一场惊险刺激的蹦极。｜Nature

这一系列复杂的“游乐”操作听来很神奇，可是细胞为什么要把自己的骨架当成“弹弓”，把线粒体弹来弹去？这就又回到了开篇提到的儒家思想——平均分配。线粒体其实正是借助细胞骨架的这一特殊行为，被完全平均地分配到两个子细胞中。

其中原理就像我们玩扑克时洗牌一样，要想把一摞牌尽量随机均匀地分散开，就要反复洗牌。细胞也在洗“线粒体”，用一团细胞骨架聚起一堆线粒体，然后用力向各个方向扔出去，保证线粒体在细胞内的随机均匀分布，而不是聚集在某一侧。

线粒体，不只是“锅炉房”

然而，科学研究每弄明白一个问题，就会提出十个相关问题。对于线粒体，我们还有很多未知。

比如，在通常的细胞分裂中，线粒体会均匀分配，但一些特定种类的干细胞会进行非对称分裂，分裂出两个不同功能的子细胞，这时“知情识趣”的线粒体便总是倾向于只进入其中一个。它们是如何做到的？是借助于一种完全不同的机制，还是微丝在不同种类的细胞中会有不同行为？目前并不清楚。

细胞分裂时，线粒体并不总是平均分。关于线粒体仍有很多未知。｜来自网络

尤瓦尔·赫拉利在《未来简史》中说，如果科学说得没错，幸福快乐是由生化系统所掌握的，那么唯一能确保长久心满意足的方法，就是去掌控这个系统。

我们的确正在掌控这个系统，但道路仍然漫长。

1890年，人们第一次发现线粒体。自此之后，我们对线粒体的认识不断加深，才发现，它并不是细胞内普通的“锅炉房”。

我们看到线粒体具有精细的内部结构，知道它的37个基因有何用处，还发现各种各样的线粒体异常与至少300种疾病有关，每5000个人里头，就有一个会患上与线粒体相关的遗传病。就连细胞的葬礼——细胞凋亡也与线粒体有关。

一个小小的细胞器尚且如此复杂，什么时候才能真正弄清楚一个细胞，一个器官，乃至整个人体的奥秘？恐怕连科幻小说都不敢给出答案。

编辑｜陈天真

参考资料

[1] Molecular Biology of the Cell

[2]https://www.nature.com/articles/s41586-021-03309-5

[3]https://rupress.org/jcb/article/191/3/453/36063

[4]https://www.pnas.org/content/115/51/13039

[5]http://book.bionumbers.org/how-quickly-do-different-cells-in-the-body-replace-themselves/

本文经授权转自科普研习社（id：cspbooks）公众号

来源：科普研习社

编辑：hxg

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