細(xì)胞窺探者：尋找最迷你“快遞小哥”
如果把一個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞想成中國(guó)地圖的話，那么將物品從廣州運(yùn)到內(nèi)蒙古的“快遞小哥”是誰(shuí)呢？邁克爾·希茨和羅納德·韋爾試圖在烏賊身上尋找答案，然而那一年，由于全球經(jīng)歷了嚴(yán)重的厄爾尼諾現(xiàn)象，美國(guó)西海岸的烏賊全溜了……
撰文 | 黃宇翔
編輯 | 萬(wàn)朵
直到今天，不斷地迎接意料之外的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的挑戰(zhàn)依然令我感到興奮，并且是推動(dòng)我在科學(xué)事業(yè)上不斷進(jìn)取的最大動(dòng)力。
邁克爾·希茨（細(xì)胞生物學(xué)研究者，力學(xué)生物學(xué)和生物力學(xué)先驅(qū)者）[1]
1946年12月，剛剛從美國(guó)海軍退役的大衛(wèi)·希茨（David Sheetz）迎來(lái)了自己第一個(gè)孩子的降生，為他取名為邁克爾·希茨（Michael Sheetz）。退役后的大衛(wèi)隨后在內(nèi)布拉斯加大學(xué)取得化學(xué)博士學(xué)位，并在大名鼎鼎的陶氏化學(xué)公司的研發(fā)部門成功找到了一份工作，隨后舉家搬到陶氏公司的總部——位于美國(guó)密歇根州的米德蘭（Midland）。[2]
邁克爾在米德蘭度過(guò)了他快樂(lè)的童年時(shí)光。這座只有四萬(wàn)人口的小城，蘊(yùn)藏著濃郁的化學(xué)氛圍——研發(fā)出從鹽水中高效萃取出溴的化學(xué)家赫伯特·陶（Herbert Dow）于1897年在米德蘭這座小城創(chuàng)立了陶氏公司。這家最初以經(jīng)營(yíng)漂白劑和溴化鉀為主要業(yè)務(wù)的公司在二十世紀(jì)上半葉蓬勃發(fā)展，到了五十年代已經(jīng)是一家年銷售額達(dá)10億美元的化工巨頭。由于大量米德蘭的居民都是陶氏公司的雇員，因此這座小城也被稱作“陶氏化工之城”（A Dow Chemical Town）。
“大家都期望陶氏公司化學(xué)家們的孩子在未來(lái)都能成長(zhǎng)為比他們父輩更為優(yōu)秀的化學(xué)家，我當(dāng)時(shí)深受這種思想的影響。”邁克爾回憶自己的童年時(shí)說(shuō)。[3]
結(jié)緣生物化學(xué)研究
1964年，高中畢業(yè)的邁克爾選擇到離家140英里的阿爾比恩文理學(xué)院（Albion College）就讀。這家文理學(xué)院的化學(xué)系不錯(cuò)，而且在邁克爾看來(lái)更重要的是“在這里我能獲得更多老師一對(duì)一的指導(dǎo)，能有機(jī)會(huì)做自己獨(dú)立的項(xiàng)目”。[3]
在阿爾比恩文理學(xué)院，邁克爾打下了扎實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)，并對(duì)基礎(chǔ)物理學(xué)和化學(xué)研究產(chǎn)生了濃厚的興趣，但是身為化學(xué)家的父親大衛(wèi)卻希望大兒子能打開(kāi)視野。
“老爸嘗試說(shuō)服我能治病救人的研究比物理或者化學(xué)的基礎(chǔ)理論更有價(jià)值，”邁克爾在2012年拉斯克獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮的致辭中回憶道，“為了驗(yàn)證他的觀點(diǎn)，我去醫(yī)院做了幾個(gè)月的夜間護(hù)工，很快就意識(shí)到在當(dāng)時(shí)許多治療方法都遵循著‘不造成傷害’（do no harm）的原則，其根源是我們那時(shí)對(duì)于人體的生物化學(xué)機(jī)制了解還非常的匱乏。”
1967年，在參加了美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Argonne National Laboratory）暑期科研項(xiàng)目后，邁克爾正式確定自己的志向是成為一名生物化學(xué)家，并于1968年被加州理工學(xué)院（California Institute of Technology，Caltech）研究生項(xiàng)目錄取。
在加州理工學(xué)院，邁克爾在生物物理化學(xué)家Sunney Chan（陳長(zhǎng)謙）的指導(dǎo)下用核磁共振影像方法對(duì)細(xì)胞膜的性質(zhì)進(jìn)行研究。然而，囿于技術(shù)手段的局限，邁克爾在研究生期間僅僅能在相對(duì)劇烈的條件下（如高溫變性）檢測(cè)到細(xì)胞膜的核磁共振信號(hào)，而無(wú)法對(duì)細(xì)胞膜更細(xì)微的結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測(cè)。[4-6]
1972年，邁克爾獲得博士學(xué)位，前往舊金山大學(xué)圣地亞哥分校（University of California, San Diego, UCSD）的Jon Singer實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行博后研究。
初出茅廬
在邁克爾來(lái)到Jon Singer實(shí)驗(yàn)室的70年代，人們關(guān)于細(xì)胞膜生物化學(xué)的知識(shí)還非常缺乏。邁克爾和導(dǎo)師Jon Singer針對(duì)“細(xì)胞膜雙分子結(jié)構(gòu)中內(nèi)膜富含陰離子脂質(zhì)”的這一事實(shí)提出了一個(gè)他們稱之為“雙層偶聯(lián)”（bilayer couple）的假設(shè)：陰離子內(nèi)膜會(huì)吸引一些陽(yáng)離子藥物，進(jìn)而通過(guò)影響膜結(jié)構(gòu)改變細(xì)胞的形狀。通過(guò)簡(jiǎn)潔的功能學(xué)和電鏡實(shí)驗(yàn)，邁克爾作出了自己在學(xué)術(shù)界第一個(gè)重要的貢獻(xiàn)，推動(dòng)了“雙層偶聯(lián)”模型的發(fā)展。[7]
1974年，邁克爾在康涅狄格大學(xué)（University of Connecticut, UCONN）建立了自己的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室，繼續(xù)跟進(jìn)博后期間在紅細(xì)胞膜方面的工作，試圖探究細(xì)胞膜“雙層偶聯(lián)”的生物化學(xué)機(jī)制。
紅細(xì)胞膜的膜蛋白擴(kuò)散速度比其他細(xì)胞類型的膜蛋白擴(kuò)散速度要慢約100倍，而邁克爾和他在康涅狄格大學(xué)的合作者Dennis Koppel與Mel Schindler發(fā)現(xiàn)，珠蛋白（一種膜骨架蛋白）突變的小鼠紅細(xì)胞膜蛋白擴(kuò)散速度變得與其他細(xì)胞的膜蛋白一樣快了?；诖?，他們提出珠蛋白在細(xì)胞膜表面形成局部的“珊瑚樣結(jié)構(gòu)”，能允許膜蛋白局部的擴(kuò)散，但卻阻止其長(zhǎng)距離擴(kuò)散。這一發(fā)現(xiàn)為邁克爾帶來(lái)了他在《自然》雜志發(fā)表的第一篇論文，也讓他在學(xué)術(shù)界開(kāi)始小有名氣。[8]
就在這個(gè)時(shí)候，邁克爾選擇到斯坦福大學(xué)詹姆斯·斯普迪赫（James Spudich）的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)啟一段改變了他職業(yè)生涯的學(xué)術(shù)休假。
黏菌VS麗藻
當(dāng)時(shí)詹姆斯·斯普迪赫的研究興趣在于通過(guò)體外重組得到肌球蛋白運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。
詹姆斯僅僅比邁克爾年長(zhǎng)四歲，在一個(gè)克羅地亞移民家庭長(zhǎng)大，研究生期間在斯坦福大學(xué)亞瑟·科恩伯格（Arthur Kornberg）（1959年因發(fā)現(xiàn)DNA聚合酶獲諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)）手下接受了嚴(yán)格的生物化學(xué)訓(xùn)練。
博士畢業(yè)后，他留在斯坦福大學(xué)查理·亞塔夫斯基（Charley Yanofsky）實(shí)驗(yàn)室做了一段短期博后，運(yùn)用遺傳學(xué)手段研究大腸桿菌色氨酸操作子，隨后來(lái)到英國(guó)劍橋大學(xué)的Hugh Huxley實(shí)驗(yàn)室研究肌球蛋白運(yùn)動(dòng)的機(jī)制。Hugh Huxley基于X射線衍射與電鏡實(shí)驗(yàn)結(jié)果為提出解釋肌肉如何收縮舒張的“肌動(dòng)滑動(dòng)”模型作出了重要貢獻(xiàn)。詹姆斯在Hugh Huxley實(shí)驗(yàn)室的博后工作提出原肌球蛋白（tropomyosin）和肌鈣蛋白（Troponin）通過(guò)空間位阻抑制肌動(dòng)蛋白（actin）與肌球蛋白（myosin）的相互結(jié)合。[9-12]
在1970年代，對(duì)于肌動(dòng)滑動(dòng)模型最大的挑戰(zhàn)是細(xì)胞內(nèi)存在各種可能與肌動(dòng)蛋白結(jié)合的蛋白，研究者們無(wú)法清晰地闡明ATP水解引發(fā)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的分子機(jī)制。因此，在加州大學(xué)舊金山分校（University of California, San Francisco， UCSF）建立獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室的詹姆斯希望能在體外重現(xiàn)肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白相互作用的生理過(guò)程（詹姆斯后于1977年搬到了斯坦福大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)系）。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，詹姆斯率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在十年的時(shí)間里嘗試了包括粗糙脈孢菌（Neurospora crassa）、釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、黏菌（Physarum polycephalum）、盤(pán)基網(wǎng)柄菌（Dictyostelium discoideum）等在內(nèi)的許多體系。
在最初的嘗試中，黏菌是最被詹姆斯寄予厚望的實(shí)驗(yàn)體系，詹姆斯的博后瑪格利特·克拉克（Margaret Clarke）成功從黏菌中純化出了肌球蛋白，并且黏菌的肌動(dòng)蛋白與細(xì)胞膜緊密相連，使得研究者可以相對(duì)容易地分離出結(jié)合聚苯乙烯珠子的肌動(dòng)蛋白。詹姆斯團(tuán)隊(duì)試圖通過(guò)珠子將肌動(dòng)蛋白固定在玻璃上，然后向其中加入結(jié)合了肌球蛋白的珠子和提供能量的ATP，希望能觀測(cè)到肌球蛋白-珠子在肌動(dòng)蛋白上的定向移動(dòng)。[13-15]
遺憾的是，直到1982年開(kāi)始學(xué)術(shù)休假的邁克爾加入團(tuán)隊(duì)的時(shí)候，詹姆斯團(tuán)隊(duì)依然沒(méi)有成功建立起這一體外重組體系。
人們事后分析認(rèn)為，詹姆斯團(tuán)隊(duì)前期失敗的原因很可能是固定在玻璃板上的肌動(dòng)蛋白朝向各異，導(dǎo)致只能觀察到肌球蛋白-珠子的一些無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
邁克爾嘗試?yán)名愒澹?em>Nitella axillaris）建立詹姆斯團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期希望實(shí)現(xiàn)的體外重組體系。
結(jié)構(gòu)生物學(xué)家施一公在給清華生科院的本科生上課時(shí)曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，實(shí)驗(yàn)所選用的體系之于生物學(xué)研究，正如引擎之于汽車，體系如果用對(duì)了，往往能達(dá)到事半功倍的效果。
對(duì)于建立體外肌動(dòng)滑動(dòng)模型這一特定的生物學(xué)問(wèn)題，邁克爾幸運(yùn)地選擇了合適的實(shí)驗(yàn)體系：麗藻的大節(jié)間細(xì)胞（giant internodal cell），這種細(xì)胞的葉綠體緊緊貼在細(xì)胞壁上，成排的肌動(dòng)蛋白整齊地依附在葉綠體上（每排葉綠體平均含有5排肌動(dòng)蛋白），而光學(xué)顯微鏡下看到的每排肌動(dòng)蛋白絲含有上百個(gè)肌動(dòng)蛋白分子，排列得宛如閱兵的方隊(duì)一般整齊，仿佛只等待著研究者去檢閱。
通過(guò)顯微鏡，邁克爾見(jiàn)證了這一細(xì)胞內(nèi)的生命奇觀，并將其應(yīng)用于回答自己的科學(xué)問(wèn)題上——神奇至極，這一次，詹姆斯團(tuán)隊(duì)第一次在體外體系看到了肌球蛋白-珠子在肌動(dòng)蛋白上的定向移動(dòng)！[16]
1983年5月5日，邁克爾和詹姆斯在《自然》雜志與全世界分享他們成功建立出重組肌動(dòng)滑動(dòng)體系的喜悅。
這場(chǎng)科學(xué)的勝利，麗藻功不可沒(méi)。
麗藻節(jié)間細(xì)胞：完美的體系！（圖源：參考文獻(xiàn) 16）
烏賊，厄爾尼諾以及驅(qū)動(dòng)蛋白的發(fā)現(xiàn)
1982年邁克爾利用麗藻成功建立體外重組體系的消息，震動(dòng)了他們實(shí)驗(yàn)室樓下的一位23歲的研究生，羅納德·韋爾（Ronald Vale）。
羅納德此時(shí)在Eric Shooter教授的指導(dǎo)下研究神經(jīng)生長(zhǎng)因子如何激活神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體的生物化學(xué)機(jī)制。他在研究中不禁思考：對(duì)于神經(jīng)元而言，在樹(shù)突附近的信號(hào)激活是如何將特定的物質(zhì)從胞體（神經(jīng)元的細(xì)胞核）“遠(yuǎn)行千里”（對(duì)于細(xì)胞而言的確如此！）運(yùn)輸?shù)捷S突的末端呢？如果把一個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞想成中國(guó)地圖的話，那么那個(gè)將物品廣州運(yùn)到內(nèi)蒙古的“快遞員”是誰(shuí)呢？[17,18]
羅納德立刻想到，邁克爾利用麗藻細(xì)胞揭示的機(jī)制在神經(jīng)元中可能同樣適用——即神經(jīng)元中快遞運(yùn)輸?shù)摹拌F路”就是肌動(dòng)蛋白，肌球蛋白就是細(xì)胞中勤勉的“快遞小哥”！
激動(dòng)的羅納德立刻找到了樓上的邁克爾，想同他一起揭曉神經(jīng)元中“快遞傳輸”的分子機(jī)制。
這一次，他們所選用的研究體系是為現(xiàn)代生理學(xué)立下過(guò)汗馬功勞的烏賊巨大軸突。
這一年羅納德23歲，邁克爾36歲。下面就以小羅和小麥稱呼他倆吧。
天公作美，就在同一年，伍茲霍爾海洋研究所（Woods Hole Marine Biological Laboratory）的Robert Allen和Shinya Inoue獨(dú)立地開(kāi)發(fā)出能將顯微鏡圖像呈現(xiàn)在電子屏幕的技術(shù)，大大解放了研究者觀察記錄的負(fù)擔(dān)。并且Robert Allen團(tuán)隊(duì)用此技術(shù)成功地觀察到烏賊巨大軸突中顯著的軸漿運(yùn)輸過(guò)程。[19-21]
經(jīng)過(guò)討論，小羅和小麥設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：他們計(jì)劃將麗藻模型依葫蘆畫(huà)瓢，將烏賊巨大軸突的肌動(dòng)蛋白分離出來(lái)，加入肌球蛋白-珠子，期望能觀察到珠子的定向移動(dòng)。
懷著激動(dòng)的心情，小羅向隸屬于斯坦福大學(xué)海洋實(shí)驗(yàn)室的霍普金斯海洋監(jiān)測(cè)站（Hopkins Marine Station）打電話請(qǐng)求他們從海里打撈一些烏賊作為實(shí)驗(yàn)材料，對(duì)方爽快地答應(yīng)了。
經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年演化形成的胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)姆肿訖C(jī)制，即將在人類面前被揭曉！
天將降大任于斯人之前，總是要先制造一些波瀾。
小羅和小麥就算是天選之子，也不能夠例外。
距小羅給霍普金斯海洋監(jiān)測(cè)站打電話過(guò)去了幾個(gè)月時(shí)間，他們始終沒(méi)有收到對(duì)方寄來(lái)的烏賊，也沒(méi)有收到任何電話通知。
苦苦等米下鍋的小羅終于忍不住了，于是在1983年的6月?lián)芡撕Ｑ蟊O(jiān)測(cè)站的電話。
“我?guī)讉€(gè)月前曾經(jīng)請(qǐng)求過(guò)請(qǐng)你們幫忙捕撈一些烏賊，請(qǐng)問(wèn)你們不會(huì)是忘記了吧？”
“沒(méi)有呀！可是我們今年確確實(shí)實(shí)捕捉不到烏賊?！?/p>
這到底是怎么回事呢？烏賊怎么會(huì)突然抓不到了呢？
關(guān)注全球氣象變化的讀者朋友們可能知道，1983年全球經(jīng)歷了嚴(yán)重的厄爾尼諾現(xiàn)象，后果之一就是加州西海岸的海洋溫度上升，導(dǎo)致烏賊離開(kāi)海岸到溫度更低的海域，該年度烏賊捕撈量呈現(xiàn)斷崖式下跌！[21]
加州烏賊捕撈量在1983年由于厄爾尼諾現(xiàn)象呈斷崖式下跌。（圖源：參考文獻(xiàn) 22）
巧婦難為無(wú)米之炊，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)材料，這實(shí)驗(yàn)還怎么做呀？
小羅和小麥執(zhí)著地希望能用實(shí)驗(yàn)檢測(cè)自己的想法。既然加州的西海岸今年捕不到烏賊，那就到有烏賊的地方去做實(shí)驗(yàn)。
于是在1983年的夏天，他倆來(lái)到了位于東海岸的伍茲霍爾海洋研究所。
剛剛抵達(dá)伍茲霍爾海洋研究所，翻開(kāi)最新一期《自然》雜志的兩人都感到仿佛有一塊冰滑入了自己的胃里：英國(guó)MRC實(shí)驗(yàn)室的研究者，報(bào)道了幾乎與他們計(jì)劃中完全相同的實(shí)驗(yàn)，只不過(guò)所用的實(shí)驗(yàn)材料不是烏賊，而是螃蟹。[23]
還沒(méi)來(lái)得及搬磚就被人在《自然》上搶發(fā)了？（圖源：參考文獻(xiàn) 23）
剛剛千里迢迢從西海岸來(lái)到東海岸，還沒(méi)開(kāi)始動(dòng)手就發(fā)現(xiàn)自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)被其他人先一步在《自然》雜志搶發(fā)了。
小羅和小麥的心情在這一天跌落到了谷底。難道就此收拾行李打道回府嗎？
仔細(xì)閱讀了英國(guó)團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究后，他們發(fā)現(xiàn)此研究所使用的珠子與他們實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不同，是不結(jié)合肌球蛋白的塑料珠，并且也沒(méi)有對(duì)所觀察到的不含有肌球蛋白結(jié)合的珠子運(yùn)動(dòng)從機(jī)制上給出明確的解釋。也就是說(shuō)，現(xiàn)在開(kāi)始在烏賊的體系下用肌球蛋白-珠子做實(shí)驗(yàn)追趕進(jìn)度，依然很有價(jià)值。
經(jīng)過(guò)了一番折騰，小羅和小麥終于做了他們?cè)趲讉€(gè)月前計(jì)劃的實(shí)驗(yàn)。但實(shí)驗(yàn)的結(jié)果卻令他們大跌眼鏡：被寄予厚望的肌球蛋白-珠子實(shí)驗(yàn)組沒(méi)有表現(xiàn)出定向的移動(dòng)，而沒(méi)有結(jié)合肌球蛋白，被用作陰性對(duì)照的珠子卻表現(xiàn)出定向的移動(dòng)！
令人費(fèi)解的結(jié)果（圖源：參考文獻(xiàn) 24）
面對(duì)如此費(fèi)解的結(jié)果，聰明如小羅和小麥也感到一籌莫展。
他們重新回顧了他們的假設(shè)模型，仔細(xì)思索自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)哪里可能存在問(wèn)題。
聰明的讀者朋友們也許已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，他們假設(shè)自己從烏賊巨大軸突分離出的纖維束的主要成分是肌動(dòng)蛋白，因此預(yù)測(cè)肌球蛋白-珠子能與之結(jié)合進(jìn)而在纖維束上作定向運(yùn)動(dòng)。但假若這些纖維束的成分不是肌動(dòng)蛋白呢？
伍茲霍爾海洋研究所的Bruce Schnapp和Thomas Reese給予了小羅和小麥很大的幫助。為了鑒定小羅和小麥分離出的纖維束是否為肌動(dòng)蛋白，他們進(jìn)行了電鏡成像實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果清晰地顯示——這些纖維束根本不是肌動(dòng)蛋白的結(jié)構(gòu)，而很可能是微管蛋白！[25]
這一結(jié)果令小羅和小麥激動(dòng)異常：纖維束是微管蛋白！這是否意味著在烏賊軸漿運(yùn)輸中存在一套全新的分子機(jī)制？
他們?cè)谥鸩阶呓匀坏恼嫦唷?/p>
小羅和小麥從烏賊巨大軸突分離出的“肌動(dòng)蛋白”未必是肌動(dòng)蛋白，而實(shí)際是微管蛋白。（圖源：參考文獻(xiàn) 25）
小麥，Thomas Reese，Bruce Schnapp和長(zhǎng)發(fā)的小羅。（圖源：參考文獻(xiàn) 26）
1983年的8月，小羅和小麥試圖在體外重組出微管蛋白介導(dǎo)的軸漿運(yùn)輸過(guò)程。
他們將純化出的烏賊微管蛋白、細(xì)胞器組分、ATP加在一起，沒(méi)有觀察到軸漿運(yùn)輸；
他們將純化出的烏賊微管蛋白、細(xì)胞器組分、ATP、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的水溶性組分加在一起——奇跡發(fā)生了，細(xì)胞器囊泡在玻璃片上有序地移動(dòng)起來(lái)！[27]
這意味著，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)水溶性組分中包含一種與肌球蛋白功能類似的全新分子馬達(dá)。
接下來(lái)的工作重點(diǎn)，就是希望用生化的手段從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)水溶性組分中包含的上百個(gè)蛋白分子中找出那一個(gè)全新的分子馬達(dá)。
伍茲霍爾海洋研究所的夏天熙熙攘攘，十分熱鬧。到了冬天，這里就變得如同修道院一般肅穆寂寥。
1983-1984年的這個(gè)冬天，就在安靜的伍茲霍爾海洋研究所，烏賊巨大軸突的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)水溶性組分通過(guò)了一個(gè)個(gè)柱子被逐步分離成單一組分。終于，在經(jīng)過(guò)一個(gè)羥基磷灰石層析柱的洗脫之后，能引發(fā)細(xì)胞器在微管蛋白上運(yùn)動(dòng)的純凈組分終于現(xiàn)出了廬山真面目：聚丙烯酰胺電泳圖上清晰的兩個(gè)條帶：大的在110kDa附近，小的在65kDa附近。[28]
千呼萬(wàn)喚始出來(lái)，驅(qū)動(dòng)蛋白（Kinesin）就此從人類知識(shí)盲區(qū)的迷霧中露出了它的神秘面龐。
12年以后，已經(jīng)是UCSF藥理系主任的羅納德解析了驅(qū)動(dòng)蛋白的晶體結(jié)構(gòu)：包含兩條重鏈和兩條輕鏈。重鏈對(duì)應(yīng)的就是他當(dāng)初在電泳膠圖上看到的100kDa大小的條帶；輕鏈對(duì)應(yīng)的則是那條65kDa左右的條帶。[29]
驅(qū)動(dòng)蛋白后續(xù)被研究者發(fā)現(xiàn)是一類非常大的蛋白超家族，在眾多細(xì)胞生物學(xué)事件和疾病過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。[30]
2006年，驅(qū)動(dòng)蛋白這位細(xì)胞中的“快遞小哥”拖動(dòng)細(xì)胞中“快遞物件”的視頻被哈佛大學(xué)的研究者做成了生動(dòng)的動(dòng)畫(huà)，成為了現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)的標(biāo)志。
筆者在高一時(shí)第一次看到這個(gè)視頻，立刻被細(xì)胞內(nèi)部的美所震驚，對(duì)生物學(xué)研究興趣大增，如今在接受細(xì)胞生物學(xué)博士研究生的科研訓(xùn)練。
驅(qū)動(dòng)蛋白家族成員眾多（圖源：參考文獻(xiàn) 30）
（圖源：The Inner Life of the Cell (2006) Harvard Biology）
新的征程
光陰荏苒，當(dāng)年意氣風(fēng)發(fā)的小麥如今已經(jīng)年逾古稀。但依然奮戰(zhàn)在科研一線。不同于專注闡釋驅(qū)動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu)和功能的羅納德，邁克爾在包含囊泡內(nèi)吞過(guò)程中的膜張力變化、整合素感受蛋白互作張力在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域都有涉獵，其中對(duì)于生物力學(xué)的關(guān)注是他幾十年來(lái)的一條研究主線。[31-34]
在發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)蛋白后不久，邁克爾·希茨將實(shí)驗(yàn)室搬到了圣路易斯的華盛頓大學(xué)，隨后又來(lái)到杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院擔(dān)任系主任。他于1990年起受聘哥倫比亞大學(xué)講席教授。2009年，他在新加坡國(guó)立大學(xué)牽頭建立了生物力學(xué)研究所并任教授。2019年5月，他受聘德克薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)部韋爾奇講席教授。
2012年，邁克爾·希茨、詹姆斯·斯普迪赫和羅納德·韋爾憑借他們對(duì)于分子動(dòng)力蛋白的工作被授予拉斯克基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
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