细胞内扩散动力学与胞内空间维度的关系

扩散对于细胞内生物分子的运输至关重要,是各种生命过程的物理基础.由于细胞内部微环境的复杂性,其内部生物大分子的扩散呈现出异常扩散、空间异质性、各向异性等新奇动力学特性.然而,细胞内扩散动力学与胞内微环境空间维度之间的关系并不清楚.利用活细胞单分子荧光跟踪技术研究了细胞内量子点探针的扩散,定量分析了细胞内准二维扩散和丝状伪足内准一维扩散的动力学特征.研究发现相比于细胞内的准二维扩散,丝状伪足内的扩散速度更快,且扩散加速现象与丝状伪足的直径成反比,表明丝状伪足提供了一种更加有效的胞内物质运输途径.本研究不仅阐明了细胞内扩散动力学与胞内空间维度的关系,而且揭示了细胞通过亚细胞结构调控生物大分子运输的复杂机制.