液滴形成能力是细胞正确附着的关键

形成器官表面的细胞紧密粘在一起。为了做到这一点，它们通过一系列不同但精确排列的粘附分子与四周的邻居连接。如果这些结构的排列被干扰，器官将无法正常形成，生物体在发育过程中将死亡。“虽然个别粘附分子的作用已经得到很好的研究，但关于这些分子如何在细胞内移动到正确位置并自我组织的知识却很少，”神户大学细胞生物学家东合英说。

受到其他研究的启发，东合和他的同事久野修平专注于一种称为afadin的分子。团队系统地测试了这个分子与其他分子的相互作用，以及它的不同部分与粘附结构定位的相关性。关于他们的方法，久野表示：“我们相信，推进我们的研究而不受既定框架的限制，避免先入之见，会导致新的发现。”这就是为什么神户大学团队还测试一种自我组织模式是否在这个分子中发挥了未曾考虑的作用：油脂滴在汤中形成的方式。

在《细胞报告》杂志上，团队现在发表了他们的发现，表明afadin是一种中心分子。中心分子与许多其他分子和结构结合，以确保它们在正确的位置聚集。此外，确实是这种滴形成机制使得afadin能够找到它自己的位置。研究的第一作者久野评论道：“最戏剧性的方面就是在视频中捕捉到的瞬间，当分子同时从整齐排列的细胞边界解离，然后聚合形成滴。这种现象表明细胞内的分子以动态而又令人惊讶的有序方式行为。”在那个视频中，可以看到afadin在暂时摆脱其中心分子的功能后会做什么：它迅速聚集成滴。“我强烈建议你观看这个视频，”久野说。

像许多结构分子一样，afadin是一种蛋白质，具有多部分，各自承担不同的功能。负责分子聚集成滴能力的部分是“内在无序区域”，意味着它没有明确的形状。但从如果特意切除该区域，该分子不能正确定位就可以看出它的必要性。更重要的是，如果用来自另一种分子的不同内在无序区域替换它，则它能够重新定位到细胞的正确部分，尽管在略有不同的位置。正如许多教授办公室可能作证的那样，细节即使在无序区域也很重要。

这项研究的影响远远超出了分子生物学教科书的范围。组织形成在许多与医学和技术相关的领域中发挥着重要作用，例如癌症转移和组织工程。东合表达了他的愿景：“通过理解细胞自主形成正确排列的机制，这项研究最终可能为开发控制细胞粘附并允许有意设计组织的新医疗技术铺平道路。”

这项研究得到了日本学术振兴会（资助编号JP19K03634、JP20H01823、JP22K19331、JP22H04926和JP24H00188）、日本科学技术局（资助编号JPMJPR1946和JPMJSP2148）、武田科学基金会和伊上纪念基金会的资助。此研究与尼康公司和东京市立大学的研究人员合作进行。