Вчені виявили нову форму впорядкованого молекулярного руху в краплях ДНК, що змінює уявлення про поширення речовин у біологічних середовищах.
У дослідженні, проведеному в Університеті Йоганна Гутенберга, було відкрито механізм фронтального переміщення молекул у середовищі біомолекулярних конденсатів, які імітують клітинні краплі. Замість звичної дифузії, гостьові молекули — тобто такі, що вбудовуються в інше середовище — «рухаються структуровано і контрольовано, що суперечить традиційним моделям», — зазначив професор Андреас Вальтер. Цей процес нагадує хвильовий фронт і викликаний «хімічним зв’язком, перетворенням матеріалу та програмованими взаємодіями ДНК», як підкреслює Вейсян Чен.
Таке несподіване явище було виявлено завдяки спеціально сконструйованим синтетичним краплям ДНК, які імітують природні конденсати, що формуються в клітинах без участі мембран. Ці структури стали ідеальною моделлю для аналізу механізмів просторової організації біохімічних процесів. Ключовим чинником виявився механізм «ключ-замок», який забезпечує специфічне з’єднання гостьової ДНК із внутрішньою структурою краплі, що, своєю чергою, знижує щільність та підвищує динаміку середовища.
Відкриття має значні біомедичні наслідки. «Це може бути одним із відсутніх шматочків пазла… як клітини регулюють сигнали та організовують процеси на молекулярному рівні», — пояснює Вальтер. Зокрема, дослідження відкриває нові перспективи у вивченні нейродегенеративних хвороб, де білкові конденсати з віком втрачають рухливість. Моделювання таких процесів може призвести до створення принципово нових методів лікування.
Таким чином, відкриття структурованої молекулярної хвилі всередині крапель ДНК формує основу для майбутніх досліджень у галузі клітинної біології, нанотехнологій та створення адаптивних біоматеріалів.