卡通次元 《当然通信》：精准计时DNA液滴分离——迈向东说念主造细胞的一步
东说念主体的很多细胞功能是由称为液-液相分离(LLPS)液滴的生物液滴限度的。这些液滴由柔滑的生物材料制成，存在于活细胞内，但不像大多半细胞结构那样被膜包围。因为它们莫得膜，LLPS液滴不错赶紧恰当细胞的需要。它们不错挪动、分离、改动结构或履行。这种生动性关于多样功能至关迫切，举例核仁中核糖体RNA (rRNA)的转录，使材料在流体和凝胶现象之间报复的溶胶-凝胶转化卡通次元，以及限度细胞内的化学响应。
受到这些特有特色的启发，科学家们一经开发出合成的LLPS液滴来效法它们的生物对应物。诚然在限度合成液滴的分离和通顺方面赢得了要紧进展，但对这些进程的精准限度仍然是一个挑战。
2024年8月27日发表在《当然通信》杂志上的一项盘问秀气着该限度的要紧冲破。来自日本东京工业大学(Tokyo Tech)的盘问东说念主员开发了一种武艺，不错精准限度合成DNA液滴的分离时候，这种武艺不错模拟生物LLPS液滴。他们通过筹谋一个延时电路收尾了这极少，在这个电路中，液滴的分离是由扼制剂rna和核糖核酸酶H (RNase H)的组合来疗养的。
该盘问的主要作家Masahiro Takinoue解释解释说:“咱们通过将DNA液滴为基础的东说念主工细胞与化学响应相归并，展示了时候限度的分离能源学，这些化学响应施展出旋即的非均衡大要进程，从而导致东说念主工细胞分离的阶梯限度。”
在他们的武艺中，DNA液滴由y形DNA纳米结构通过六支DNA开通体开通在沿路。这些开通体不错被特定的DNA序列切割成用作分离触发DNA的开通体。当先，分离触发器与称为RNA扼制剂的单链RNA (ssRNA)分子归并。加入RNase H酶不错降解这些扼制剂，开释分离触发器来堵截DNA开通并运行液滴分离。
Takinoue解释说:“这两种响应导致DNA开通体切割的时候蔓延，从而导致DNA液滴分离的时候限度。”
盘问东说念主员见效地在三元混杂C·a·b液滴体系中收尾了阶梯限度的分离，该体系由三个y形DNA纳米结构由两个开通体开通在沿路构成。通过扼制和限度分离触发器的开释，他们斥地了两条霄壤之别的分离阶梯:阶梯1是C·A·b -液滴起先分离为C-液滴，然后分离为A·b -液滴;阶梯2是C·A·b -液滴当先分离为b -液滴，然后分离为C·A-液滴。
食品加工在线然后将这种阶梯限度把握于称为相比器的分子臆想元件，该元件相比用作扼制剂rna的microRNA (miRNA)的浓度。相比器使用RNA浓度的各异来笃定顺服的阶梯，提供了一种定量相比RNA水平的武艺，这在会诊中具有潜在的把握价值。
诚然这项盘问的化学响应泄暴露了但愿，但它们是暂时的，并莫得像细胞系统那样督察非均衡现象。为了发展领悟和可抓续的非均衡系统，盘问东说念主员强调需要化学响应来督察抓续的能量供应。尽管如斯，该盘问为进一步限度合成液滴能源学提供了有价值的基础。
Takinoue说:“咱们折服这项技巧为创造具有更复杂功能的东说念主造细胞和分子机器东说念主提供了一种计谋卡通次元，举例定时限度的自我复制、药物运送和会诊，具有更高的准确性和定量规格。”