生物体内细胞周围的膜非常灵活且敏感。它如何保护自己免受伤害并自我更新对于许多生命过程至关重要，但目前尚未完全了解其细节。于利希研究中心的科学家现在能够利用低温电子显微镜获得令人着迷的新见解。

低温电子显微镜为细胞修复系统提供了新的见解

膜蛋白Vipp1存在于植物、藻类和细菌的光合作用装置中，它可以形成各种结构，作为稳定细胞膜的工具，并在必要时增强细胞膜的强度。

在同一期刊上发表的第二项研究中，研究人员还对细菌中发现的相关蛋白质PspA的功能有了新的认识。Vipp1 和 PspA 这两种分子都具有异常的可塑性，可以采用不同的结构，形成直径不同的环和管。

细胞膜具有许多重要功能。例如，它保护细胞内部免受环境影响。同时，营养物质通过细胞膜吸收，废物排出，并在细胞之间传递信号。

尽管细胞膜发挥着重要作用，但它也非常敏感。它由一层薄薄的脂质组成，虽然脂质本身具有保护作用，但也容易受到物理压力、拉伸或化学影响造成的压力。紫外线或毒素等环境因素也会损坏细胞膜。

例如，在植物细胞中，强光会严重损伤甚至破坏叶绿体中的膜，而叶绿体是光合作用发生的地方。因此，Vipp1 等蛋白质对于细胞的生存至关重要，因为它们保护膜结构并在必要时进行修复。

该机制的具体工作原理尚不完全清楚。然而，得益于最先进的低温电子显微镜，研究人员现在能够对 Vipp1 与细胞膜之间的相互作用获得新的见解。他们发现 Vipp1 在细胞膜上形成地毯状结构并使其稳定。此外，他们还发现了由 Vipp1 组成的环状复合物和充满膜的管状物，它们可能“夹断”受损的膜区域并连接两个独立的膜。

这些发现为了解 Vipp1 和 PspA 蛋白改变细胞膜从而保护细胞内重要过程的能力提供了新的见解。这些发现可能有助于未来开发新的生物技术应用，例如生产生物材料或优化植物的光合作用。

Vipp1 尤为重要，因为它参与类囊体膜的形成和维持。类囊体膜是植物细胞叶绿体中的膜，光合作用的光反应就在这里发生，即将光转化为化学能。

值得注意的是，其基本机制与 ESCRT-III 蛋白非常相似，后者在人类细胞中也高度保守。这些蛋白质在进化过程中基本保持不变，这表明其具有重要功能。因此，更好地了解这些蛋白质的结构和功能可以开发针对细胞膜过程的新药，例如抗生素。

两项研究均使用了于利希研究中心恩斯特鲁斯卡中心 (ER-C) 的低温电子显微镜。借助这些显微镜，研究人员能够以原子分辨率研究蛋白质，并观察它们异常多的结构状态以及蛋白质与膜之间的相互作用。这些研究是与美因茨约翰内斯古腾堡大学的 Dirk Schneider 教授研究小组建立的合作的一部分。