水母、海葵和珊瑚，一群被稱為刺胞動物的生物，透過微小的、加壓的囊泡進行蜇刺，這些囊泡以爆炸性的速度發射毒鏢。研究人員一直不確定這種極速過程的確切機制，該過程是使用稱為刺絲囊的特殊細胞器發生的。現在，由密蘇里州堪薩斯城斯托瓦斯醫學研究所的馬特·吉布森和艾哈邁特·卡拉布魯特領導的團隊，已經使用尖端的成像技術來非常詳細地研究刺絲囊的發射。研究人員表示，理解他們稱之為“自然界最精緻的生物微型機器之一”的生物物理學，可能會啟發微型藥物遞送裝置的設計。
這項發現，在《自然通訊》中報道，得益於意外的發現：卡拉布魯特發現，用於製備海葵刺細胞以進行成像的化學物質也誘導了刺絲囊的釋放——並且它在過程的各個階段固定了它們，或者說儲存了它們的細胞結構。研究人員使用超解析度熒光顯微鏡和電子顯微鏡，觀察到一個詳細的事件序列，其中涉及一個硬軸和一個柔韌的、鞭狀的細絲，該細絲最初在刺絲囊內圍繞它盤繞。
卡拉布魯特說，細胞沒有空間操作彈弓式機制來推進刺針，“所以它們進化出了另一種方式”。軸和細絲都從內向外整齊地摺疊到微小的細胞器中。當刺絲囊發射時，軸首先被彈出並翻轉到外側。然後細絲展開並透過軸移動，也翻轉到外側。這種翻轉使細絲表面微小的、朝內的倒鉤向外翻轉，將毒素釋放到不幸的獵物中。
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康奈爾大學進化生物學家萊斯利·巴博尼斯說，看到這種兩階段的釋放過程是“對理解這種細胞器從內向外翻轉的機制的巨大貢獻”，她沒有參與這項研究。
巴博尼斯說，未來，科學家可以設計“定製”的刺細胞，將藥物精確地輸送到需要的地方。“我認為認為這可能是可以適應或選擇用於醫療系統或治療的方法，這並非牽強附會。”