وزیکول های یکسان، رفتارهای مختلف: مدل نشان می دهد که چگونه عدم تقارن خود به خود باعث ایجاد رفتار واقعی می شود.

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

در ماده فعال غیر متقابل، عوامل بر روی یکدیگر متفاوت عمل می کنند که ظاهرا قانون سوم نیوتن را نقض می کند. این اصل می تواند منجر به ویژگی های مختلف ماده فعال شود، مانند خود رانش، تنظیم مولکولی و حرکت جمعی.

یک مدل جدید توضیح می دهد که چگونه چنین فعل و انفعالات غیر متقابلی می توانند خود به خود بین وزیکول های فعال شیمیایی ظاهر شوند. فیزیکدانان دپارتمان فیزیک ماده زنده در موسسه ماکس پلانک برای پویایی و خودسازمانی (MPI-DS) دریافتند که چنین وزیکول هایی می توانند به صورت پویا بین نادیده گرفتن، جذب، دفع و تعقیب یکدیگر جابجا شوند.

این مطالعه در مجله نیوتن منتشر شده است.

جاکوب متسون، نویسنده اول این مطالعه می‌گوید: «در کارمان، ما یک کلاس اساسا جدید از سیستم‌های ماده فعال هوشمند را توصیف می‌کنیم. او می افزاید: «به طور قابل توجهی، این فعل و انفعالات غیر متقابل بین وزیکول ها به طور خود به خود با شکستن تقارن واکنش های شیمیایی پدیدار می شوند.

نیروی محرکه این مکانیسم فعالیت آنزیمی در وزیکول های نیمه تراوا است. این می تواند یک گرادیان غلظت شیمیایی بین داخل یک وزیکول و محیط اطراف آن ایجاد کند که رفتار وزیکول ها را مشخص می کند. عدم متقابل می تواند بین دو وزیکول ظاهر شود اگر غلظت شیمیایی در داخل یکی از محیط اطرافش بیشتر باشد، در حالی که غلظت داخل دیگری کمتر از محیط اطرافش باشد.

علاوه بر این، با ادامه واکنش های آنزیمی، این حالت پویا ممکن است در طول زمان، خود به خود یا به صورت کنترل شده تغییر کند. دستکاری واکنش های شیمیایی به صورت خارجی، به عنوان مثال، با افزودن واکنش دهنده های بیشتر، می تواند برای تغییر برهمکنش ها استفاده شود. همه وزیکول ها را می توان به طور یکسان آماده کرد، اما برهمکنش های آنها بسیار پویا است و به حالت شیمیایی در حال تکامل آنها بستگی دارد.

رامین گلستانیان، مدیر MPI-DS، می‌گوید: "این چارچوب مفهومی درجه قابل توجهی از انعطاف‌پذیری را برای ویژگی‌های نوظهور تعلیق فعال فراهم می‌کند. پارادایم مفهومی که زیربنای کار ما است، تقارن‌های اضطراری و شکستن تقارن خود به خودی مرتبط با آنهاست."

تصور می شود که در منشاء حیات، پروتوسل هایی با ویژگی های مشابه پدید آمده اند. بنابراین چارچوب جدید این مطالعه دیدگاهی را در مورد چگونگی ظهور ویژگی‌های تعریف‌کننده حیات، مانند سیگنال‌دهی، حس کردن و حرکت، ارائه می‌کند.

جاکوب متسون و همکاران، غیر متقابل تک گونه ای اورژانس از دینامیک شیمیایی دوپایدار، نیوتن (2026). DOI: 10.1016/j.newton.2026.100717

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →