Een team van onderzoekers verbonden aan verschillende instellingen in Duitsland en Oostenrijk heeft een manier ontwikkeld om de tijdsafhankelijke materiaaleigenschappen van bepaalde eiwitcondensaten te karakteriseren. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep beschrijft het gebruik van op laser-pincet gebaseerde technieken om tijdafhankelijke materiaaleigenschappen geassocieerd met eiwitcondensaten beter te begrijpen. Huaiying Zhang van Carnegie Mellon University heeft in hetzelfde tijdschriftnummer een Perspective-stuk gepubliceerd waarin het werk van het team in Duitsland wordt geschetst.

Zoals de onderzoekers opmerken, eiwitcondensaten zijn vloeistoffen die in de loop van de tijd veranderingen in hun eigenschappen kunnen ondergaan. Ze merken ook op dat er weinig onderzoek is gedaan om dergelijke veranderingen beter te begrijpen. In deze nieuwe poging de onderzoekers gebruikten op laserpincet gebaseerde technieken om beter te begrijpen wat er gebeurt als dergelijke eiwitten in de loop van de tijd veranderen.

De onderzoekers begonnen hun poging door op te merken dat onder bepaalde omstandigheden, eiwitoplossingen kunnen door fasescheidingen eiwitrijke druppeltjes vormen. En eerder werk heeft aangetoond dat dergelijke fasescheidingen ook in de vorm van vloeistof-vloeistof fasescheidingsdruppeltjes kunnen zijn waarbij de eiwitten die ze bevatten sterk geconcentreerd zijn maar dynamisch blijven. In hun werk, de onderzoekers ontdekten de aard van de eigenschappen van eiwitten die in de loop van de tijd waren uitgehard. Ze deden dit door monsters te manipuleren terwijl ze ze bestudeerden met een optisch pincet en door gebruik te maken van microrheologie (waarbij de reologische eigenschappen van een vloeistof worden bestudeerd door het traject van een flowtracer te meten).

Ze ontdekten dat de geharde condensaten zich gedroegen als een Maxwell-vloeistof - de elasticiteit bleef grotendeels onveranderd met de leeftijd terwijl de viscositeit toenam. Om die reden, de onderzoekers noemden het materiaal een Maxwell-glas. Ze merkten ook op dat de relatief onveranderde aard van de elasticiteit van de vloeistof erop wees dat de verharding geen geleringsproces was (waarbij moleculen verknoopt raken). De onderzoekers zagen ook een toename van de eiwitdichtheid en krimp in grootte met behulp van fluorescentiemicroscopie.

Het team zegt dat hun werk bewijs levert van biologische condensaten gemaakt van verschillende eiwitten die kunnen worden beschreven als Maxwell-brillen - ze merken ook op dat dergelijke eiwitten suggereren dat ze mogelijk betrokken zijn bij unieke soorten cellulaire functies in vergelijking met die welke in een gelachtige staat blijven .

© 2020 Wetenschap X Netwerk