由西班牙巴斯克大學生物物理學部門（UPV/EHU）細胞膜納米力學研究小組領導的一項新研究，使得確定一種負責細胞膜分裂的蛋白的功能特征變為可能。這項研究的研究結果發表在著名期刊《科學》（Science）上，使得人們有可能以新的角度來了解細胞生命的基本機制，如細胞膜的融合與分裂。更重要的是，開發的新方法學將幫助讓各種神經肌肉疾病得到確診。

細胞具有一系列特別的蛋白，確保它們的膜可以發生融合或分離，且不會喪失它們對抗外部介質的保護作用。其中一種特別的蛋白就是負責內吞膜泡（endocytic vesicle）頸部收縮和分裂的dynamin蛋白。Dynamin有兩個主要特征：它能以高彎曲度組裝膜以及它的GTP活性，換句話說，就是利用GTP分子中儲存能量的能力。GTP即鳥苷三磷酸，是一種在細胞代謝中起至關重要作用的化合物。

迄今為止，人們都認為dynamin利用GTP能量，導致膜泡頸部發生極強的收縮，因而導致其分裂。由Vadim Frolov領導的這項新研究，第一次在納米水平上，以高時間分辨率確定了由dynamin介導的分裂行為的特征。“我們設法確定了dynamin最小功能單位的特征，”研究人員說。

這一研究使得人們有可能將dynamin介導的膜分裂過程分為兩個階段：第一，是純粹的機械性階段，囊泡頸部收縮就發生于這一階段；第二階段，“dynamin像催化中心一樣發揮功能，將它的一些結構域插入到細胞膜中。GTP水解作用提高了dynamin分子的內部柔性，因此使得蛋白能以最適宜的形狀存在于細胞膜上，確保細胞膜分裂。這一最佳條件構成了‘幾何催化’的本質，幾何催化是在細胞膜重建時檢測蛋白質活性的一種新方法，”Frolov說。

根據Frolov所說，這一研究標志著“細胞膜納米力學研究組開啟了新的研究方向。事實上，這項計劃已持續開展了兩年，其促使規范和開發出了能以高時空精度確定dynamin作用特征的一種新方法。它將熒光顯微鏡測量與電生理測量相結合，現在我們能夠在某一位置上測量沿著脂質納米管內徑通過的離子，同時通過熒光顯微鏡對其進行觀察。這一結果可以被轉化成一種技術，使得研究人員能夠在非常小的尺度上確定極快過程的特征。”

“借助這項技術，我們將可以對dynamin小突變導致各種人類疾病，例如神經肌肉疾病的原因開展研究，”Frolov說。