分子自组装中的尺寸选择驱动分子机器的从头演化
生物物理
2022-06-14 v1
摘要
机器的运作通常需要其各部件的协同作用。这一要求对驱动重要细胞过程的分子马达同样成立，并对其构象变化以及变化发生的速率施加了约束。目前尚不清楚功能性分子机器所需的特征是能够同时出现，还是在演化过程中需要对不同选择压力的顺序适应。我们通过理论分析丝状踏车（filament treadmilling）的演化来解决这一问题。该过程指线性聚合物的自组装，其在两端以相等速率生长和收缩。它构成了一种简单的生物分子机器，尤其参与细菌细胞分裂，并需要满足若干条件。在我们的模拟框架中，踏车现象作为对目标平均聚合物长度进行选择的结果而出现。我们讨论了为何其他同样达到所施加目标长度的组装动力学形式在我们的模拟中未发生演化。我们的工作表明，复杂的分子功能可以在针对单一物理特征的选择下从头演化。
引用
@article{arxiv.2206.06154,
title = {Selection for size in molecular self-assembly drives the de novo evolution of a molecular machine},
author = {Zena Hadjivasiliou and Karsten Kruse},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.06154},
year = {2022}
}