Dissipative adaptation in driven self-assembly leading to self-dividing fibrils

金融时报 耗散系统 生物物理学 自组装 材料科学 纤维 能源景观 细胞分裂 化学 纳米技术 耗散颗粒动力学模拟 化学物理 物理 生物 细胞 聚合物 生物化学 量子力学 有机化学
作者
Esra te Brinke,J Groen,Andreas Herrmann,Hans A. Heus,Germán Rivas,Evan Spruijt,Wilhelm T. S. Huck
出处
期刊:Nature Nanotechnology [Nature Portfolio]
卷期号:13 (9): 849-855 被引量:211
标识
DOI:10.1038/s41565-018-0192-1
摘要

Out-of-equilibrium self-assembly of proteins such as actin and tubulin is a key regulatory process controlling cell shape, motion and division. The design of functional nanosystems based on dissipative self-assembly has proven to be remarkably difficult due to a complete lack of control over the spatial and temporal characteristics of the assembly process. Here, we show the dissipative self-assembly of FtsZ protein (a bacterial homologue of tubulin) within coacervate droplets. More specifically, we show how such barrier-free compartments govern the local availability of the energy-rich building block guanosine triphosphate, yielding highly dynamic fibrils. The increased flux of FtsZ monomers at the tips of the fibrils results in localized FtsZ assembly, elongation of the coacervate compartments, followed by division of the fibrils into two. We rationalize the directional growth and division of the fibrils using dissipative reaction-diffusion kinetics and capillary action of the filaments as main inputs. The principle presented here, in which open compartments are used to modulate the rates of dissipative self-assembly by restricting the absorption of energy from the environment, may provide a general route to dissipatively adapting nanosystems exhibiting life-like behaviour.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Jennifer发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
yyyfff完成签到,获得积分10
2秒前
caiganyuhhh完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
yoyo完成签到,获得积分10
2秒前
gaoww发布了新的文献求助10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助50
3秒前
LOVEMEVOL完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
rjj001022驳回了1+1应助
3秒前
Kumiko完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
風声鶴唳完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
洒脱完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
科研通AI5应助幽默的宛白采纳,获得10
7秒前
8秒前
LOVEMEVOL发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
代纤绮完成签到,获得积分10
9秒前
LL关闭了LL文献求助
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
mk完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI5应助借一颗糖采纳,获得10
10秒前
垚焱完成签到,获得积分10
11秒前
gaoww完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
AAA888发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
甜甜磊磊完成签到,获得积分20
14秒前
xiaohe发布了新的文献求助10
14秒前
研友_Z60NmL完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
17秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
Statistical Methods for the Social Sciences, Global Edition, 6th edition 600
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
The Insulin Resistance Epidemic: Uncovering the Root Cause of Chronic Disease  500
Walter Gilbert: Selected Works 500
An Annotated Checklist of Dinosaur Species by Continent 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3662771
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3223591
关于积分的说明 9752272
捐赠科研通 2933546
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1606137
邀请新用户注册赠送积分活动 758279
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 734771