50、细胞膜分子动力学概念的范式转变

细胞膜分子动力学概念的范式转变

1. 细胞膜分区化与跳跃扩散

在研究细胞膜中分子的扩散时，跳跃扩散（hop diffusion）是一个重要的概念。在慢帧率状态下，扩散分子可被建模为在相邻分区中心之间跳跃，这可通过方程[分区大小]²/4D 来描述。之所以采用这种建模方式，是因为在单荧光团观测中，由于信噪比差和光漂白问题，很难获得具有足够长度和时间分辨率的轨迹。

研究人员使用不饱和磷脂 DOPE 进行研究，发现细胞膜分区化现象较为普遍。在对多种哺乳动物细胞的研究中，均检测到了 DOPE 在质膜中的跳跃扩散。不同细胞类型中，分区大小差异很大，从 30nm 到 230nm 不等，DOPE 的驻留时间在 1 到 17ms 之间。不过，也有一些研究未能检测到这种跳跃扩散，但这些研究的实验方法可能存在不足，如空间分辨率不合适、帧率低、对单个分子的整体观察时间短以及跟踪时间尺度错误等。

1.1 分区化的普遍性

细胞类型数量	检测到的现象	分区大小范围	DOPE 驻留时间范围
9 种（早期研究）	质膜分区化	未提及	未提及
11 种（后续研究）	DOPE 在质膜中的跳跃扩散	30nm - 230nm	1 - 17ms <