天体物理与生物物理中的停车库结构

最近在细胞器内质网中观察到了一种引人注目的形状，由通过螺旋坡道连接的堆叠片层组成。这种形状因其生物学功能（利用增加的表面积作为核糖体工厂来合成蛋白质）及其可能对微观相互作用细节不敏感的几何性质而令人感兴趣。在本工作中，我们在致密核物质核意大利面相的分子动力学模拟中发现了非常相似的形状，这些相预期存在于中子星壳层深处。核意大利面与陆地细胞生物学之间存在显著差异。核意大利面比细胞核的水环境致密 14 个数量级，且涉及质子与中子之间的强相互作用，而细胞尺度的生物学则由水的熵和生物分子的复杂组装所主导。尽管如此，极为相似的几何结构表明，这两个系统可能具有相似的粗粒化动力学，且这些形状确实由几何因素决定，与微观细节无关。我们的许多模拟自组装成了由螺旋坡道连接的平坦片层。这些坡道可能会影响中子星壳层的热导率、电导率、黏度、剪切模量和断裂应变。我们使用的具有库仑阻挫的相互作用，可能提供了一个能重现许多生物学重要形状的简单模型系统。