细胞的行为与青少年的情绪波动一样神秘。然而，在专业显微镜的帮助下，密苏里大学的研究人员更接近于了解细胞行为。

以前，为了研究细胞膜，研究人员经常需要冷冻样品。这些样品中的蛋白质不会像在正常生物环境中那样表现。现在，使用原子力显微镜，研究人员可以观察未冻结样品中的单个蛋白质 - 在正常的生物环境中起作用。这种新的观察工具可以帮助科学家更好地预测细胞在引入新组分时的表现。

“目前在细胞生物学中缺少的是预测细胞行为的能力，”MU文理学院物理学和天文学副教授，生物化学联合助理教授Gavin King说。“我们还不知道许多生物过程的所有细节。例如，当药物被引入细胞时，它必须通过膜，这可能会产生反应。我们对此有更多的了解。反应，我们能够更好地制造可以针对特定区域的药物，并且可能导致更少的副作用。“

原子力显微镜能够在生物条件下(在室温下的流体中)追踪单个蛋白质的三维形状。它由机械臂组成，一端连接一根细针。研究人员将手臂精确定位在他们希望分析的样品上。然后，通过在不同点上非常轻柔地将针头轻敲到样本中，开发出蛋白质的实时三维图像。

在这项研究中，研究人员专注于对来自大肠杆菌的一种特定蛋白质中发生化学反应的后果进行成像，该蛋白质负责将其他蛋白质运输到细胞膜上。他们选择大肠杆菌进行本研究，因为它的细胞很简单。虽然研究人员无法控制反应发生的精确时刻，但力显微镜的敲击动作使研究人员能够实时观察蛋白质如何随着化学能的释放而改变其形状。这些构象变化与蛋白质的生物学功能直接相关。

“我们可以只关注一种蛋白质，添加各种成分，然后观察会发生什么，”金说。“这就像制作一个单个分子的电影进行其生物学工作。我们真的在了解细胞如何工作的机械细节的早期，但随着这些工具变得越来越精确，它们可以为我们提供必要的信息。未来。”