Немецкие ученые из Института динамики и самоорганизации Макса Планка совершили прорыв в понимании молекулярных основ жизни, продемонстрировав ключевую роль асимметричных взаимодействии между молекулами при построении биологических структур. Исследование опубликовано в научном журнале Physical Review Letters (PRL).
Команда обнаружила, что так называемые “невзаимные” взаимодействия, когда одна молекула притягивает другую, но при этом отталкивается ею, создают динамическую среду, принципиально отличающуюся от классических симметричных систем. Эти необычные взаимодействия действуют как регуляторный механизм, позволяя системе переключаться между различными состояниями организации.
“Невзаимность можно сравнить с социальными отношениями, где один человек тянется к другому, но не получает ответного интереса. Такая асимметрия создает активность, которая может либо гомогенизировать систему, либо формировать сложные схемы”, — объяснила ведущий автор исследования Лайя Паркавуси.
Особое значение открытие имеет для понимания процессов внутри клеток. Невзаимные взаимодействия могут объяснять образование молекулярных конденсатов — особых белковых скоплений, не отделенных мембраной, но выполняющих важные функции. Также этот механизм проливает свет на принципы клеточной сигнализации, когда волны активности распространяются по живым тканям.
Открытие немецких физиков открывает перспективы для создания искусственных самоорганизующихся систем, разработки новых подходов к лечению нейродегенеративных заболеваний, связанных с нарушением белковых агрегатов, а также для биоинженерных приложений в области доставки лекарств.
Ранее ученые впервые создали подробную карту человеческих клеток.