Немецкие исследователи из Института динамики и самоорганизации Макса Планка сделали важное открытие в области молекулярной биологии, продемонстрировав значимость асимметричных взаимодействий между молекулами для формирования биологических структур. Их работа опубликована в журнале Physical Review Letters (PRL).
Команда ученых выяснила, что так называемые «невзаимные» взаимодействия, при которых одна молекула притягивает другую, но в то же время отталкивает её, создают динамическую среду, отличающуюся от классических симметричных систем. Эти необычные взаимодействия функционируют как регуляторный механизм, позволяя системе изменять свои организационные состояния.
«Невзаимность можно сравнить с человеческими отношениями, где один человек проявляет интерес к другому, но не получает ответной реакции. Эта асимметрия генерирует активность, которая может как унифицировать систему, так и формировать более сложные структуры», — прокомментировала ведущий автор исследования Лайя Паркавуси.
Это открытие имеет особую значимость для понимания процессов, происходящих внутри клеток. Невзаимные взаимодействия могут объяснять образование молекулярных конденсатов — белковых агрегатов, которые, хотя и не окружены мембраной, играют ключевую роль в клеточной функции. Кроме того, данный механизм способствует пониманию принципов клеточной сигнализации, когда волны активности распространяются по живым тканям.
Работа немецких физиков открывает новые горизонты для создания искусственных самоорганизующихся систем, разработки инновационных методов лечения нейродегенеративных заболеваний, связанных с нарушениями в белковых агрегатах, а также для применения в области биоинженерии, например, в доставке лекарств.
Кроме того, ранее исследователи впервые составили детальную карту человеческих клеток.