耗尽驱动束状肌动蛋白网络的形态调控

肌动蛋白细胞骨架是一种半柔性生物聚合物网络，其形态受多种生化和物理因素控制。已知在加入足够浓度的聚乙二醇（PEG）分子时，肌动蛋白会发生从单丝状态到束状状态的相变。尽管这些生物聚合物所经历的耗尽相互作用已为人熟知，但改变耗尽剂分子量所带来的影响却较少被理解。在此，我们通过改变 PEG 聚合物的分子量、同时保持这些 PEG 聚合物浓度恒定，在肌动蛋白溶液中实验性地确定了从丝状网络到束状网络的相变。我们从微观和宏观尺度性质两方面考察了跨越该相变的状态。我们发现，在临界线两侧，网格尺寸、束直径、持久长度和丝间束内间距并未表现出显著差异，而两种状态之间的弛豫时间、储能模量和成束程度则确实表现出显著差异。我们的结果表明，可通过控制耗尽剂尺寸来调节肌动蛋白网络的形态与力学性质，这一特性可被用于开发具有可切换刚度的基于肌动蛋白的材料。