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“折纸细胞”极端变形能力揭秘

颁布功夫：2024-07-01起源：通辽市科学技术局点击：0 返回列表

【总编纂圈点】

科技日报北京6月10日电（记者张梦然）对于微生物世界的捕食者来说，要依附极端变形能力，譬如将脖子伸展到体长的30多倍来开释致命的攻击。这个操作中，“折纸细胞”的几何状态是关键成分。最新颁发在《科学》上的钻研汇报，揭示了名为“天鹅泪”的单细胞拥有急剧超伸展性的奥秘。这一发现不仅诠氏缢生物的极端变形机造，还将极大引发人们在柔性资料工程或机械人系统设计方面的创新潜力。

单细胞原生生物能够做出细胞结构的沉大转变：仅40微米长的“天鹅泪”，就可在不到30秒的功夫内，反复将它的“颈部”拉伸到1500微米而后又急剧缩回，只为捉拿远处的猎物�？蒲Ъ乙幌虿荒芾斫馕握庵稚衿娴哪芰崂醋砸桓雒挥猩窬低车南赴�。

此刻，美国斯坦福大学钻研团队发现，该行为是生物学中一种不为人知的几何机造。钻研显示，这个单细胞生物的行为已被编码在其细胞骨架结构中，就像人类的行为被编码在神经回路中一样。

具体来说，这一行为其实是传统折纸的一个分支，被称为“曲线折纸”。它基于一种薄螺旋微管结构，这些微管状态如肋骨一样，包裹在一层通明膜中，形成了一系列“山峰和山谷”褶皱般的折痕图案。

为了在亚细胞水平上观察“天鹅泪”的怪异机造，团队结合使用了实时成像、共聚焦和透射电子显微镜等技术。他们发现，细胞膜被折叠成15个褶皱，就像手风琴的风箱一样。这些褶皱又共同形成一个弯曲的折痕，能实现“颈部”急剧和可沉复的过度伸展。这种复杂的折叠规划还疏导了膜折痕景象，确保其在极端变形期间急剧有效地操作。

团队还开发了一个机械纸模型去仿照“天鹅泪”的弯崎岖痕折纸结构，以更好地理解这难以相信的生物动力学。

很多天然界的生物拥有不成思议的“超能力”。寻根究底，这些能力是在长达亿万年的天然选择中，经历物竞天择、适者生计的凶残考验，不休进化形成的，无怪乎如此严害。正因如此，在向各类生物“拜师进建”的过程中，人类受益匪浅：鹦鹉螺启发了潜水艇的研造；水母为绿色荧光蛋白的利用引发灵感；如今，微生物的“折纸细胞”又为柔性机械人设计提供新思路……此类案例俯拾皆是，令人感叹，大天然真是一本深邃无比的“天书”！