2 　结果

2. 1 　树状分支结构的纤维丛

肌动蛋白在体外通过自组织能够聚合形成离散的、具有典型分形结构特征的树状分支纤维丛结构,但不能形成大区域的连续网络结构(Fig. 1) ;与微丝稳定剂鬼笔环肽存在时,形成由单根微丝和微丝束组成的、大范围的连续交联网络结构明显不同[24 ] 。

实验中,肌动蛋白通过自组织形成的树状分支纤维丛由多级纤维分支形成,次级纤维成份间的相互作用和微丝动力学过程的动态平衡可能是树状分支结构产生的必要条件,但详细的聚合动力学机制还有待进一步的研究。

2. 2 　不同直径的纤维结构

肌动蛋白可通过自组织过程聚合形成不同直径(7nm～35nm) 的长纤维,实验中观察到的最细纤维的结构参数与单根无鬼笔环肽结合时的F-actin[19 ]一致(Fig. 2 a) ;此外,还有大量具有较大直径和分支结构的纤维出现,表明有不同于单根微丝和微丝束的高级纤维结构产生(Fig. 2 b～d) 。但高级纤维结构的构成模式还有待深入研究,初步判断观察到的高级结构可能是由若干单根微丝经过(多级) 螺旋或其它构成方式形成的有序结构。

Fig. 1 　Tree-like branch structure with fractal features.

The structure seems to be composed of multiple order helix filaments with branches , which actually indicate the possible mechanism for formation of high order actin filaments by self-organization.

Fig. 2 　Filaments with different diameters.

(a) The slimmest single filament is most similar to F-actin in size with ～7 nm width at half height and ～35 nmpitch ; (b) the filaments have much wider diameter than the slimmest F-actin ; (c) The branch filament could be con-stituted of two enlaced slimmer filaments , forming the branch in the joining point of another filament ; (d) Two fila-ments are aligned side by side , and thought that there might exist certain interaction between them , which could be theearly step for further assembly of giant filaments. The unit of scale ruler is nm.

2. 3 　自组织纤维结构的3D-重建

利用计算机3D 成像技术对自组织纤维结构进行了3D 构建以获取有用的表面结构细节,结果表

明不同类型的纤维结构具有类似的表面构象和拓扑性质,提示各种类型的纤维结构可能来源于相同的聚合动力学过程。

2. 3. 1 　树状分支结构的3D-重建　对树状分支结构的纤维丛局部区域进行了3D-重建,发现其表面存在明显的螺纹结构(Fig. 3) ,表明粗纤维可能由更细的构成成份缠绕螺旋而成;但分支节点的结构还未能清晰地解析,其构成方式需进一步研究。

2. 3. 2 　长纤维结构的3D-重建　从长纤维结构的3D-重建图中,可观察到不同直径的纤维表面存在与树状分支结构表面类似的螺纹结构( Fig. 4) 。虽然长纤维结构和分支结构具有不同的表观形态,但是二者在构成方式、聚合动力学过程以及有序结构多态性形成的分子机制上可能存在本质的联系。

Fig. 3 　3D-reconstruction of branch structure.The spiral flight can be clearly observed on the fila-ments surface , which demonstrates that the giant fila-ments could come from the thinner filament by intertwist-ing with one another in self-organization dynamics. Theunit of scale ruler is nm.