细胞膜作为细胞与外界环境的关键屏障，其结构特性一直是生命科学领域的重要研究对象。美国科研团队近日取得突破性进展，开发出一种可在活体细胞中直接测量膜厚度的新技术，为解析细胞器功能机制提供了全新视角。相关研究成果已发表于国际权威期刊《细胞生物学杂志》。
这种由脂质双分子层与膜蛋白构成的生物膜，厚度仅有几纳米级别，却承担着物质运输、信号传导等核心生命活动。传统研究主要依赖人工构建的模拟膜系统，但这类简化模型无法还原细胞内复杂的蛋白质网络和动态环境，导致测量结果与真实生理状态存在显著差异。如何突破技术瓶颈，在完整细胞中实现原位测量，成为困扰学界多年的难题。
研究团队创新性地将表面形态计量学与高分辨率成像技术相结合，开发出新型图像分析算法。该技术通过捕捉细胞膜的三维结构信息，能够精确识别不同细胞器、不同区域乃至不同曲率下的膜厚度差异。实验数据显示，新方法的测量精度达到亚纳米级别，可清晰呈现细胞膜的动态变化过程。
在动物细胞和酵母细胞的实验中，科研人员发现了多个颠覆传统认知的现象。线粒体作为细胞的能量工厂，其外膜厚度显著低于内膜，这种结构差异可能与脂质代谢和功能分工密切相关。更令人惊讶的是，哺乳动物线粒体内膜的褶皱区域（嵴）厚度明显高于平坦区域，暗示高曲率区域可能存在特殊的蛋白富集现象或生物物理调控机制。
该研究还证实，细胞膜并非简单的静态屏障，而是与膜蛋白、细胞骨架形成动态互动系统。膜厚度的细微变化会直接影响蛋白质定位和物质运输效率，进而调控细胞器的功能状态。这项突破为理解细胞内部协同运作机制提供了重要依据，特别是在解析线粒体功能障碍相关疾病方面具有潜在应用价值。
科研人员指出，新技术的开发标志着细胞生物学研究进入精准测量时代。通过量化细胞膜的结构参数，可以更深入地探究细胞器形态与功能的关系，为开发针对膜相关疾病的新型治疗策略提供理论支持。目前，研究团队正在优化技术流程，计划将其应用于更多类型的细胞研究。
