研究人员揭示了一种生命控制和组织自身的调节机制

在细胞内部，分子液滴形成用于化学反应的特定隔室。正如马克斯普朗克动力学与自组织研究所(MPI-DS)和牛津大学的研究人员发现的那样，不仅分子之间的粘性相互作用，而且动态反应也可以形成这种液滴。他们揭示了一种新的调节机制，生命可以通过这种机制控制和组织自己。

传统上，由膜定义的细胞器被认为是细胞的功能单位。近年来，还表明细胞内形成的分子液滴为重要反应提供了微环境。这种液滴不被膜包围，而是由相分离产生的。因此，它们是动态形成的，并且可以根据细胞的需要进行调节。

非平衡驱动可以诱导液滴形成

在生命物质物理系，常务董事拉明·戈勒斯坦尼安(RaminGolestanian)和同事旨在揭示生命物质的组织原理。“到目前为止，细胞中液滴的形成归因于分子之间有吸引力的粘性相互作用-类似于液滴在非生命平衡系统中的形成方式，例如香醋中的油滴，”小组负责人JaimeAgudo-Canalejo解释说在MPI-DS。

“我们现在发现，酶反应提供的非平衡驱动可以导致形成富含酶的液滴，即使没有任何粘性。相反，酶被它们产生的化学通量相互推动，”他继续道。

研究人员通过建立一个模型来探索这种新机制，其中描述了多组分酶反应对微环境的影响。他们还考虑了潜在的反馈机制，由此引起的相分离反过来会影响初始酶促反应。

“当酶活性变得过于强烈时，会发生相分离并减少它，从而提供一种新的自动调节形式，”该研究的第一作者MatthewCotton说。这种分子相互作用的复杂相互作用可以为细胞过程提供动态环境。因此，该模型为生命如何自我组织的复杂难题增加了另一部分。