亚当科恩说，如果你想知道细胞膜是如何工作的，看看你的厨房。科恩是化学、化学生物学和物理学教授。他是一项新研究的主要作者，该研究提出了关于细胞膜液体性质及其对张力反应的传统理论。长期以来，科学家认为膜的功能类似于粘稠液体，类似于蜂蜜，张力几乎可以瞬间从细胞的一侧传递到另一侧。但在科恩实验室工作的博士后研究员科恩和郑石表示，他们实际上更接近像果冻一样的半固态，这项研究发表在11月1日发表在《细胞》杂志上的论文中。

“传统的观点是，膜是我们所说的二维液体，这意味着组成它的脂质分子被固定在膜的平面上.但是在那个平面内，这些分子可以四处移动，”科恩说。“这就像人们在中央车站周围磨蹭一样——每个人都被困在地板的平坦表面上，但他们可以四处走动。人们做过实验，在实验中他们标记了跨膜蛋白。这些蛋白质位于细胞膜上，随处可见。”人们认为，因为膜的行为像液体，如果你拉它的一边，它会流动，直到张力再次平衡，他继续说。人们认为这种张力传播速度非常快，它可能是细胞从膜的一部分向另一部分发送信号的一种方式。“然而，虽然有许多研究表明细胞膜以这种方式发挥作用，但很少有实验证据支持这一点。

科恩说，什么工作来自研究人员制作“合成”薄膜的实验，然后表明张力几乎立即从一边转移到另一边。考虑到这种认识，科恩和施开始通过开发荧光蛋白来观察张力的转移，这种蛋白在信号穿过细胞膜时会发光。“我们的想法是，通过这些张力控制的离子通道，我们拥有非常敏感的触觉，我认为如果触摸能在我们的神经元中产生电信号，那将会很酷.如果我们能直接看到它，”科恩说。“所以郑制造了这些传感器，我们试图通过拉动细胞的一侧并寻找信号的变化来校准它们，但他的实验没有意义。他一直在做实验，没有看到任何反应。”

虽然可能很容易简单地判断实验没有成功并在这一点上放弃，但科恩和他的同事们开始怀疑这些关于细胞膜的基本假设是否可能是错误的。”于是郑建礼设置了一个非常简单的实验。他在机械致动器上有两个探针，”他说。”他用力拉了拉薄膜的两个地方，测量了张力.看不出任何联系。所以他可以在一端拉出他想要的一切，但在另一端绝对没有。然后他做了同样的实验。细胞膜与细胞分离，他看到了完美的耦合。这告诉我们，当细胞膜在细胞上时，当它与细胞分离时，就有了根本不同的东西。”

科恩和他的同事们假设，这种基本的差异是-在活细胞中-蛋白质位于膜上并附着在细胞的细胞骨架上。科恩说：“这些蛋白质不能四处移动。“每一个都像一个静止的屏障，所以任何流动都必须围绕着它——这就像你有很多人只是站在中央车站一动不动。”科恩和他的同事估计，这些蛋白质占细胞膜的20%——足以对细胞膜的工作方式产生深远的影响。

“你可能认为如果你占据10%或20%的障碍，你会看到10%或20%的效果，但事实证明，它对膜的流通能力有1万倍的影响，”科恩说。“大家比较熟悉的类比就是果冻，你做果冻的时候，明胶只占配方的5%——绝大多数只是水。”百分之五的糖溶液像水一样流动，而百分之五的明胶凝胶根本不流动。因为明胶链缠绕在一起，不能相对移动，水将被截留，因为它不能流过分子大小的链间空间。但是如果你拿走果冻，在上面滴上一滴染料，染料分子就会扩散开来.因为分子小到可以挤过去。"

他说，同样的原理似乎也适用于细胞膜。科恩说：“单个分子似乎可以自由传播，因为它们基本上可以从裂缝中挤出来。”“然而，这不应该导致你得出错误的结论，即膜像液体一样流动，因为有障碍物卡在原地，像明胶一样起作用。”展望未来，科恩说，有两种方法可以进一步研究。“用一种好的方式来表现电影的张力仍然很有趣，”他说。“因此，我们回到最初的问题来解释细胞中的张力是如何调节的，因为它们获得了不同类型的输入。”科恩还计划探索一些细胞是否可以跨膜传递张力，希望探索这些细胞可能填补的特殊角色。科恩说，对膜如何发挥作用的新认识不仅可能对未来科学家如何进行生物实验产生重大影响，甚至可能对我们有一天如何治疗疾病产生影响。

科恩说：“膜信号几乎是生命所有方面的基础，因为它是信息从外部进入细胞的方式。”“绝大多数药物作用于跨膜蛋白。我们所有的神经元，所有的离子通道和突触受体都是跨膜蛋白，所以希望有很多地方证明这是一个重要的参数。 "但是现在我们知道张力是不一致的——实际上它可能在细胞的不同部分有很大的不同——这表明它可能是细胞用来调节不同过程的东西。所以人们对这些合成双层中的蛋白质感兴趣。

分析可能会错过重要的调节机制......所以这是一个人们必须考虑的参数。”这项研究得到了戈登和贝蒂摩尔基金会以及霍华德休斯医学研究所的资助。