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        美因茨约翰内斯·古腾堡大学 （JGU）、马克斯·普朗克聚合物研究所和德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员发现了一种以前从未观察到的分子运动形式。 当所谓的“客体分子”（容纳在宿主分子中的分子）穿透 DNA 聚合物液滴时，它们不会简单地以随意的方式在液滴中扩散，而是以明确定义的正面波的形式通过它们传播。 “这个是我们完全没有预料到的效果，“JGU 化学系的 Weixiang Chen 指出，他在这项发现中发挥了重要作用。 研究团队的研究结果今天已发表在著名期刊《Nature Nanotechnology》的一篇文章中。 新的见解不仅对我们理解细胞如何调节信号至关重要，而且还可能有助于开发智能生物材料、创新类型的膜、可编程载体活性成分和合成细胞系统能够模仿生物过程的组织复杂性。 分子波模式代替传统的扩散

         通常情况下，分子通过简单的扩散分布在整个液体中。 例如，如果您在一杯水中加入蓝色染料，染料会逐渐分散在液体中，形成柔和、模糊的颜色渐变。 然而，观察到的 DNA 液滴中客体分子的行为是完全不同。 “分子以结构化和受控的方式移动，这与传统模型相反，这采取似乎是分子波或移动边界的形式，”领导该研究项目的 JGU 化学系的 Andreas Walther 教授解释说。

         研究小组使用了由数千条单独的 DNA 链组成的液滴，这些结构也称为生物分子凝聚物。 这里面特别有趣的是联系是，可以在 DNA 结构和其他参数（例如盐浓度）的帮助下精确确定液滴的性质。 此外，这些液滴在生物细胞中也有对应的液滴，它们能够利用类似的冷凝物来安排复杂的生化过程，而无需膜。 “因此，我们的合成液滴代表了一个出色的模型系统，我们可以用它来模拟自然过程并变得更好理解他们，“Chen 强调说。 在他们的液滴中，研究人员引入了专门设计的“客体”DNA 链，这些链能够特异性识别液滴的内部结构并与之结合。 据该团队称，他们现在首次检测到客体分子的有趣运动，部分归因于添加的 DNA 和液滴中存在的 DNA 基于钥匙和锁定原理的结合方式。 这意味着周围的材料变得不那么密集，不再固定在原地，因此局部会形成肿胀的动态状态。 Chen 补充道：“在化学结合、材料转化和可编程 DNA 相互作用的驱动下，定义明确、高度集中的前沿随着时间的推移继续以线性方式向前移动。 当涉及到软物质时，这是全新的。

         理解细胞过程的新基础

         这些发现不仅与为我们提供更好地了解软物质的物理学，同时也提高了我们对细胞中发生的化学过程的了解。 “这可能是拼图中缺失的部分之一，一旦组装起来，它将向我们揭示细胞如何在分子水平上调节信号和组织过程，”Walther 说。 当涉及到神经退行性疾病的治疗时，这也将引起人们的兴趣，在神经退行性疾病中，蛋白质从细胞核迁移到细胞质中，形成凝聚物那里。 随着年龄的增长，它们从动态状态转变为更稳定的状态，并形成有问题的原纤维。 “可以想象，我们或许能够借助我们的新见解找到一种方法来影响这些衰老过程，因此，从长远来看，可能会出现一种全新的神经退行性疾病治疗方法，”Walther 总结道。