许多微生物都戴着图案精美的结晶壳，可以保护它们免受恶劣环境的影响，甚至可以帮助它们卷入食物。能源部的SLAC国家加速器实验室和斯坦福大学的研究揭示了这种食物散发过程，并显示了壳如何通过蛋白质构建体组装而成。

现在，同一团队已将微生物壳构建的第一步放大了：成核，即蠕变的蛋白质结晶成坚固的结构块，就像冰糖在浸入糖浆的绳子周围结晶一样。

该结果今天发表在《美国国家科学院院刊》上，可以揭示壳如何帮助微生物与其他生物及其环境相互作用，还可以帮助科学家设计用于各种任务的自组装纳米结构。

SLAC和斯坦福大学的Soichi Wakatsuki教授小组的研究生Jonathan Herrmann与SLAC的斯坦福同步辐射辐射光源(SSRL)的结构分子生物学团队合作进行了这项研究。他们从溶液中漂浮的蛋白质分子上散射出强大的X射线束，以观察分子成核后如何改变其原子结构。同时，其他研究人员在成核过程中的各个点制作了一系列的低温电子显微镜(cryo-EM)图像，以显示随时间变化的情况。

他们发现晶体形成分两个步骤进行：蛋白质分子的一端成核，而另一端(称为N端)继续摆动。然后，N末端加入，结晶完成。研究人员说，N末端远不是落后者，它实际上可以加快初始成核步骤的速度-尽管确切的说这仍然是未知的，但是这有助于解释为什么微生物壳可以如此快速而有效地形成。