本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
即使在睡眠中，人體也很少靜止——在人體內部，我們的細胞內容物和其中的蛋白質也在不斷運動。
到目前為止，科學家們不得不估計複雜但常見的動作的速度，例如蛋白質摺疊（它將無組織的 polypeptide 鏈變成複雜而有用的三維蛋白質）。他們可以在試管中觀察到該動作的展開，但不能確定其速度與現實生活有多接近。
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然而，伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的一組研究人員開發了一種系統，將觀察從體外轉移到體內。
伊利諾伊大學的化學家、該研究的合著者馬丁·格魯貝勒在一份準備好的宣告中說：“這是第一個讓我們能夠在活細胞中觀察蛋白質摺疊動態的實驗。” “現在我們有能力觀察生物過程隨時間發生的速度。”
觀察細胞內部蛋白質的工作情況，比以前在試管中追蹤大分子的實驗提供了更細緻的畫面。“當你在體外研究蛋白質時，你有一個非常簡單、非常均勻的環境，”格魯貝勒說。“在活細胞中，30% 到 40% 的內容物是某種固體”，這在物理上限制了蛋白質。這意味著當研究人員在活細胞中進行相同的實驗時，“我們發現我們在細胞的不同部位得到了非常不同的答案，”他說。
除了變異性之外，格魯貝勒和他的同事發現，蛋白質在體內的穩定性更高，摺疊速度比體外更慢，這表明細胞內部存在“更高的粘度或更高的活化能”，研究人員在 2 月 28 日線上發表在自然方法（大眾科學是自然出版集團的一部分）上的研究中寫道。
為了引發蛋白質的摺疊或展開動作，他們需要創造快速的溫度變化，使其仍保持在對細胞生存安全的範圍內。因此，該團隊使用雷射脈衝將細胞環境的溫度快速移動到 96 到 100 華氏度的範圍內。“這就像我們給它們一點發燒，”格魯貝勒說。
他指出，快速溫度變化以前也曾使用過，“但你不會得到任何影像，讓你看到蛋白質在一個區域 [細胞的] 摺疊得更快，而在另一個區域摺疊得更慢。”他和他的團隊透過使用熒光顯微鏡來“拍攝細胞影像並觀察細胞內部”來解決這個問題。
格魯貝勒指出，同時使用雷射脈衝和熒光顯微鏡“結合了兩個世界：化學動力學和研究反應發生的能力；以及生物環境，細胞生物學家在其中觀察反應如何在細胞中發生”。他和他的團隊已將該技術命名為快速弛豫成像。
儘管這些首次測定僅在兩種細胞（人骨肉瘤細胞和宮頸癌細胞）上進行，但這項新技術可能在藥物篩選和研究疾病中的生物過程（如阿爾茨海默病和亨廷頓病）方面具有廣泛的應用。“我們可以取出這些引起這些疾病的蛋白質，實際上將它們放入它們引起這些疾病的那種細胞中，給它們一個熱衝擊，然後……看看它們是否以不同的方式結合，”格魯貝勒指出。“我們將能夠即時跟蹤這些事件，並讓研究人員瞭解這是否是疾病可能發生的途徑。”
圖片由西蒙·埃賓豪斯提供