在生物学中，细胞内部的适当调节对保证生物过程的功能至关重要。然而，细胞可以是非常复杂的结构，有几千种不同类型的分子和数百万种蛋白质拷贝数。为了组织这种巨大的复杂性，需要一些机制来创建亚细胞环境，提供定义的和动态的条件。例如，细胞器通过细胞膜的分界使细胞环境得以分离。然而，在拥挤的细胞基质中也需要生物分子的结构化组织。在那里，所谓的生物分子凝聚物与确定的分子组成可以自发形成。这种现象的突出例子包括应激颗粒和转录凝聚体。这些冷凝物被细胞中的弹性结构元素所包围，包括细胞核中的细胞骨架和染色质。问题是:弹性结构如何影响冷凝物，细胞能否利用这种相互作用在动态细胞环境中施加控制?
模型提供了对分子组织领域的访问由于在实践中不可能实时跟踪细胞中数百万分子的详细相互作用，研究人员使用模型来描述现象的各个方面。“我们用油滴来代表细胞溶胶中的材料，用聚合物网来模拟生物支架，”该研究的第一作者Estefania Vidal-Henriquez解释说。“在特定条件下液滴大小的动态发展，为我们提供了生物分子在细胞环境中如何排列的信息。”该模型描述了不同粒径液滴的分布及其相对丰度。此外，它认为周围的基质可能被破坏，这意味着生物支架的重新排列。这意味着生物分子冷凝物不受周围网格大小的限制，而是能够超越。
相分离是关键的机理相分离是解释这种冷凝物增长的一个强有力的概念。简单地说，取决于条件，两种物质要么混合要么分离共存。多种因素可能会影响生物中的相分离，如pH值、浓度或温度。在该模型中，研究人员使用温度调制来研究相分离和液滴形成的影响。当系统温度缓慢降低时，油滴会自发成核，并通过吸收周围的物质而逐渐增大。有趣的是，冷却速度越快，液滴越小。因此，外部影响因素的变化速度对结构的形成起着至关重要的作用。
“通过我们的模型，我们描述了分子组成是如何在弹性基质的微观尺度上排列的。”David Zwicker总结道，他是该研究的资深作者和MpIDS小组的领导者。关于温度调节的影响，他补充说:“我们预计生物分子冷凝物也会有类似的行为，它们通常是对细胞中温度、pH值或蛋白质浓度变化的反应形成的。”该模型为在技术和生物背景下描述微观模式的形成提供了基础。
DOI10.1073 / pnas.2102014118
文章标题在弹性介质中，气蚀控制液滴的大小