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真核细胞的细胞质中充满了由丝状和颗粒状内膜系统组成的致密无序悬浮体，但它们如何影响细胞内部的力学行为仍然未知。我们结合主动微流变、类细胞封装和模拟，研究了富集于不同内膜系统组分的海洋卵提取物分级样品的材料特性。我们将细胞质表征为一种复合悬浮体系，由被细胞质液体浸润的卵黄颗粒、内质网（ER）片层和管状结构间隔构成，占据约38%的细胞体积。值得注意的是，尽管分离的细胞质液、卵黄或内质网组分均表现出牛顿流体特征，但三者结合后却产生了黏弹性和类玻璃态动力学，其行为与体内细胞质极为相似。我们的数据表明，内质网充当了一个空间排斥性的骨架，驱动承载负荷的卵黄絮凝结构形成，从而使细胞质在远低于随机紧密堆积的体积分数下获得固态样性质。这项工作建立了一个通用框架，用于理解复合内膜系统悬浮体的材料特性，并阐明真核细胞调控其细胞质物理状态的一种新策略。
nicolas.minc{at}ijm.fr
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摘要
真核细胞的细胞质中充满了由丝状和颗粒状内膜构成的高密度无序悬浮体系，然而这些结构如何影响细胞内部的力学行为仍不清楚。我们结合主动微流变学、类细胞封装以及模拟，研究了富含不同内膜组分的海洋卵提取物各级分的材料性质。我们将细胞质表征为一种复合悬浮体系：卵黄颗粒之间交错分布着内质网（ER）的片层与小管结构，并浸浴于胞质溶胶流体中，该体系约占细胞体积的 38%。值得注意的是，尽管分离的胞质溶胶、卵黄或 ER 级分均呈现牛顿流体特征，但它们的组合却产生了黏弹性的涌现以及与体内细胞质高度相似的类玻璃动力学。我们的数据表明，ER 作为一种具有空间位阻排斥作用的骨架，驱动形成可承载负荷的卵黄絮凝结构，从而使细胞质在远低于随机紧密堆积的体积分数下获得类固体性质。这项工作建立了一个用于理解复合内膜悬浮体系材料性质的通用框架，并揭示了真核细胞可能借以调控其细胞质物理状态的一种新策略。
利益冲突声明 已声明的资助信息 欧盟委员会， https://ror.org/00k4n6c32 ，CYTOMECH-101148446
法国国家研究署， https://ror.org/00rbzpz17 ，ANR，“BulkDev”
法国抗癌联盟 ，EL2021.LNCC/NiM
贝当古-舒勒基金会 ，Impulscience
版权 持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本文依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议 公开提供。
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发布于 2026 年 7 月 21 日。 下载 PDF 补充材料 电子邮件
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Maria Isabel Arjona ， Amir khosravanizadeh ， Celia Municio-Diaz ， Mathilde Mioche ， Serge Dmitrieff ， Jeremy Salle ， Alice Marteil ， Catherine Durieu ， Lea Laetitia Pontani ， Elie Wandersman ， Nicolas MINC
bioRxiv 2026.07.20.739612； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.20.739612
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复合内膜悬浮体系主导细胞质流变学
Maria Isabel Arjona ， Amir khosravanizadeh ， Celia Municio-Diaz ， Mathilde Mioche ， Serge Dmitrieff ， Jeremy Salle ， Alice Marteil ， Catherine Durieu ， Lea Laetitia Pontani ， Elie Wandersman ， Nicolas MINC
bioRxiv 2026.07.20.739612； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.20.739612
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.20.739612v1?rss=1
🏷️ 细胞质流变 内膜系统 黏弹性 类玻璃态 海洋卵提取物