细胞设计出了许多结构用于输送分子货物穿过其保护性的膜，但花状的八重对称的核孔复合体最引人注目。这个精心设计的门户控制着从细胞，细胞核中心的进入或退出。

在发表在6月4日的细胞（Cell）杂志上的研究中，洛克菲勒大学的科学家们发现了扩张和收缩核孔复合体的动态活动中的关键步骤——通过他们的不断努力得出的最新进展梳理出中央通道允许特定的分子通过的机制。他们基于定量生物物理学数据的工作显示，核孔复合体并不仅仅是它曾一度被认为的惰性结构。

“先前的研究认为核孔复合体是一种刚性管道。相反的是，我们发现，它响应与运输的需要，以简单的方式进行开启和关闭循环，”研究的作者，细胞生物学实验室的主任Gunter Blobel说。“我们最近的研究揭示了称为运输因子的蛋白质，已知它伴随正确的货物通过核孔复合体，会促使中央管道环的扩张。

在超过十亿年前，通过把DNA围进保护膜，特定种类的细胞获得了进化上的优势，从而形成了细胞核。然而，这种创新形成了一个问题：如何控制在某些情况下非常大的分子的进出。核孔复合体就是一个解决方案，它最初由帕拉德-波特实验室的博士后Michael Watson在50年前提出。多年以后，布洛贝尔的实验室确定了作为复合体构造单元的第一个蛋白质：核孔蛋白。一段时间以来，人们已经假定，某些核孔蛋白分子的非结构化部分通过创造一种凝胶状屏障来守卫复合体的刚性中心通道。

但布洛贝尔实验室正在进行的工作表明中央通道就是刚性的。在以前的研究中，他实验室的一个团队确定了中央通道的一个弹性环，其直径是由两个核孔复合体的约30个核孔蛋白，Nup58和Nup54所决定，在研究人员称为环周期的过程中彼此结合或分开。当这两个核孔蛋白相联时，此环的直径扩张可达50纳米，大小能够容纳一个核糖体亚基，它是细胞的分子运输中最大和最复杂的结构。然后，当两个核孔蛋白分开时，该单环又会分为三个直径为20纳米的环。

 这个由布洛贝尔实验室的博士后Junseock Koh所进行的最新研究，检测了一个称为核转运蛋白的运输因子如何起始环的扩张。要做到这一点，Koh检测了在三个组分，核转运蛋白，Nup58和Nup54之间的反应中热量的变化值。这样的生物物理学数据揭示了这些反应中的能量变化，所以给所涉及到的分子行为提供了线索。通过梳理这个复杂的系统，Koh用数学的方法分析了在不同条件下收集到的数据。他的研究结果揭示了Nup58的无序区域令人意想不到的作用。

“我们发现，当一个核转运蛋白分子结合Nup58的至少两个无序区域上时，其以这样的一种方式稳定了Nup58，即扩张的结构——Nup58相邻的有序区域与Nup54相联——变得更有利。其结果就是，越多核转运蛋白存在，越多的环发生扩张。” Koh说道。“基于这些结果，我们能够制定一个框架，用于预测当给定量的运输因子存在的情况下，环将扩张的程度。”

“由于这个发现是了解核孔复合体如何打开和关闭的关键一步，其意义已超出了基本的细胞生物学”， 也是霍华德休斯医学研究所研究员的Blobel说。 “很可能的是，即使是发生在核孔复合体功能上的一个微小的问题，也会随着时间的推移导致多种疾病的发生。”