Последние достижения в клеточной биологии позволили ученым понять, что молекулярные компоненты живых клеток (такие как ДНК и белки) могут связываться друг с другом и образовывать жидкие капли, которые выглядят подобно каплям масла в заправке для салата. Они взаимодействуют с другими компонентами для осуществления основных процессов, критически важных для жизни, но мало что известно о том, как именно проходит взаимодействие.
Калифорнийский университет в Санта-Барбаре провел эксперимент
Чтобы понять эти фундаментальные процессы, исследователи использовали современные методы нанотехнологий для создания модельной системы жидкой капли, образованной из частиц ДНК, а затем наблюдали за этими каплями, когда они взаимодействовали с ферментом, расщепляющим ДНК.
Удивительно, но они обнаружили, что в некоторых случаях добавление фермента приводило к внезапному кипению. Все начинало пузыриться и сжиматься. Чтобы разобраться в этой загадке, команда провела ряд экспериментов, измерив поведение пузырей.
Они определили два типа усадочного поведения: первый вызван ферментами, пересекающими ДНК только на поверхности капли, а второй - проникающими внутрь.
«Это наблюдение имело решающее значение для раскрытия поведения пузырей, поскольку оно наводило на мысль, что фермент может начать разрушать капли изнутри», — сказал профессор Лидл.
Сравнивая реакцию капли на структуру частиц ДНК, команда ученых обнаружила, что образование пузырьков и усадка на основе проникновения происходили вместе и только тогда, когда частицы ДНК были слегка связаны друг с другом.
Работа демонстрирует сложную связь между основными свойствами материала биомолекулярной жидкости и ее взаимодействиями с внешними компонентами. Команда считает, что понимание, полученное при изучении процесса барботирования, приведет как к улучшению моделирования живых процессов, так и к расширению возможностей для создания капель жидкости с целью использования в качестве синтетических биореакторов.