分子在人群中移动得更快

 
(creativecommons.org/licenses/by/2.0/legalcode)当拥挤分子非均匀分布时，细胞颗粒在拥挤的细胞环境中移动得更快。新的研究还表明，只要粒子从密集拥挤的区域移动到不那么拥挤的区域，拥挤的细胞中的粒子运输实际上比在非拥挤的环境中的运动更快。了解粒子在这些环境中移动的速度可以帮助研究人员更好地理解需要多个分子在细胞拥挤的环境中相互“发现”的细胞过程。由宾夕法尼亚州立大学科学家团队撰写的一篇描述该研究的论文在ACS Nano上发表在线论文。
“拥挤在不同长度的生命系统中很常见，从繁忙的走廊到致密的细胞质，”宾夕法尼亚州立大学化学教授，化学教授和化学与化学工程杰出教授Ayusman Sen说道。研究小组。 “细胞的内部非常非常拥挤，含有蛋白质，大分子和细胞器。细胞所需的化学反应中的分子必须通过这个拥挤的粘性环境运输才能找到合适的试剂。如果环境一致，运动速度慢，但我们知道细胞内部是不均匀的;有大分子和其他物种的梯度。所以，我们对这些梯度如何影响纳米尺度的运输感兴趣。
研究人员使用微流体技术比较了悬浮在液体中的各种“示踪剂”胶体 – 不溶性颗粒在不同环境中的运动。微流体装置可以填充不同的解决方案，其中研究人员建立梯度 – 从流体中的“拥挤”宏观分子的高到低。示踪剂可以是大的或小的，硬的或软的和可变形的，具有荧光标记，允许研究人员用共聚焦显微镜跟踪它们的运动。
宾夕法尼亚州立大学化学工程专业的研究生，该论文的共同第一作者Farzad Mohajerani表示，“我们惊讶地看到示踪剂在匍匐状态下的移动速度比通过没有挤出物的液体移动得更快。” “我们认为密集的挤压物实际上会对示踪剂施加压力，迫使它们向不太密集的区域施加压力。大型示踪剂分子的运动速度比小型的要快，而柔软，可变形的示踪剂比硬质的更快。”
“柔软，可变形的示踪剂是在细胞中移动的实际物种的更好代表，”宾夕法尼亚州立大学化学研究生，该论文的共同第一作者马修柯林斯说。 “我们认为它们可以更快地移动，因为与硬颗粒不同，它们可以挤压更紧密的区域。”
“我们的实验和模型不仅表明分子可以通过大分子拥挤的梯度更快地移动，我们认为这些运动速率可能在实际活细胞内进一步增加，而其他活跃的运动分子可能会增加拥挤压力，”参议员说。