在原生生物中发现的第一个细胞折纸例子

斯坦福大学的研究人员将强烈的好奇心和“娱乐生物学”结合起来，发现了一个简单的细胞如何在没有神经系统的情况下产生极其复杂的行为。他们说，这就是折纸。

“生活中有些东西，你看了就再也离不开，”斯坦福大学生物工程学副教授马努·普拉卡什说道。他调出了一段视频，视频里是他最近着迷的单细胞生物Lacrymariaolor，这是他在玩他的纸质Foldscope时偶然发现的一种自由生活的原生生物。“它……简直……令人着迷。”

“从马努向我展示它的那一刻起，我就被这个细胞迷住了，”普拉卡什实验室“好奇心驱使”的研究生埃利奥特·弗劳姆说。普拉卡什和弗劳姆在过去七年里一直在研究Lacrymariaolor的一举一动，并在《科学》杂志上发表了一篇关于他们研究成果的论文。

“我第一次带回荧光显微照片时，简直惊呆了，”弗劳姆说。“那张照片已经发表在报纸上了。”

普拉卡什排队的视频揭示了为什么这种生物不仅仅是一幅美丽的图画：一个泪滴状的细胞在池塘的一滴水中游动。一瞬间，一个细长的“脖子”从球状的下端伸出。它一直向前。然后，很快，脖子又缩了回去，好像什么事都没发生过一样。

几秒钟内，一个从头到尾只有40微米的细胞就长出了脖子，脖子向外延伸了1,500微米甚至更多。这相当于一个6英尺高的人将头伸出200多英尺。这一切都来自一个没有神经系统的细胞。

“这是一种极其复杂的行为，”普拉卡什笑着说。

形式即功能

L.olor之所以被刊登在《科学》杂志上，是因为Prakash和Flaum发现这种行为是一种生物学中以前未知的几何机制。他们是第一个解释如此简单的细胞如何能够产生如此令人难以置信的形态动力学、美丽的折叠和展开(又称折纸)的人，而且这种折叠和展开在单细胞尺度上一次又一次地成功。

它是几何学。L.olor的行为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。

“这是细胞折纸的首个实例，”普拉卡什说道。“我们想称之为‘泪纸’。”

具体来说，它是传统折纸的一个分支，被称为“曲线折纸”。它完全基于一种薄而螺旋状的微管结构——包裹在细胞膜内的肋状物。这些微管肋状物被包裹在一层精致的透明膜中，形成了一系列山谷褶皱中的峰顶折痕图案。

Prakash和Flaum使用透射电子显微镜和其他先进的研究技术，证实L.olor的细胞膜(即细胞骨架)上包裹着15条坚硬的螺旋状微管带。这些微管盘绕和展开，形成长长的突出和收缩，像压缩螺旋手风琴的风箱一样嵌套在一起。膜的薄纱以整齐、轮廓分明的褶皱形式收进细胞内。