分子马达稳健地驱动活性凝胶达到临界连通状态

生命系统通常表现出内部驱动：活跃的分子过程驱动新陈代谢或迁移等非平衡现象。活性凝胶是一类迷人的内部驱动物质，其中分子马达在聚合物网络内部施加局部应力。有证据表明，网络交联是允许马达诱导宏观收缩所必需的。然而，对于网络连通性如何实现收缩的定量理解仍然缺乏。在此，我们通过实验表明，肌球蛋白马达将交联的肌动蛋白聚合物网络收缩成具有无标度尺寸分布的团簇。这种临界行为发生在出乎意料的广泛交联浓度范围内。为了理解这种稳健性，我们开发了一个考虑网络重构的收缩网络定量模型：马达通过迫使交联解离来降低连通性。矛盾的是，为了协调全局收缩，马达活性应当较低。否则，马达会将初始连通良好的网络驱动至一种临界状态，使得断裂在整个网络中形成。