活性微管-肌动蛋白复合物中由伸张到收缩的转变产生具有可编程寿命的分层星状体
软凝聚态物质
2022-02-16 v1 生物物理
摘要
我们研究了一种重组复合系统，该系统由活性微管网络与缠结的F-actin丝被动网络相互穿插构成。增加F-actin网络的粘弹性可控制涌现动力学，诱导从类湍流流动到整体收缩的转变。在中等F-actin浓度下，活性应力将其对称性从各向异性伸张变为各向同性收缩，复合物分离为分层星状体，与背景湍流流体共存。收缩的洋葱状星状体具有径向延伸的富含微管的外层皮质，包裹着微管与F-actin交替的层状结构。这种自调节的分层组织在星状体合并事件中得以维持，该现象令人联想到液滴聚并，并暗示存在有效表面张力。最后，分层星状体是亚稳态结构。其寿命从数分钟到数小时不等，由复合物的材料特性所决定。总之，这些结果对当前的活性物质模型提出了挑战。它们表明，令人联想到细胞骨架中观察到的那些自组织动力学状态与图案，并不需要精确的生物化学调控，而可以源于主动驱动丝状材料的纯机械相互作用。
引用
@article{arxiv.2110.00166,
title = {Extensile to contractile transition in active microtubule-actin composites generates layered asters with programmable lifetimes},
author = {John Berezney and Bruce L. Goode and Seth Fraden and Zvonimir Dogic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.00166},
year = {2022}
}
备注
23 pages, 11 figure