细胞大小调节分子分离

新的研究表明，细胞大小和细胞膜可能在调节细胞内分子分布中起关键作用。这一发现提供了一种新的非常规方法，通过它们的大小和界面特性或边界来操纵人造细胞，而不是通过对其化学结构的分子修饰。这可能有助于从化妆品到制药的多个行业，这些行业希望避免其产品中人造细胞的特性发生意外变化，例如在创造疫苗等新药时。

人造细胞可以成为小救命稻草，例如 mRNA 疫苗。这些工程奇迹可以用来模仿生物细胞的功能并执行各种任务，从“教”我们自己的细胞如何应对病毒，种植人造皮肤以测试化妆品或制造食品防腐剂。

然而，创建和操纵这些细胞带来了许多挑战。“最近，含有多组分分子溶液(或混合物)的人造细胞已被用于化妆品和药品。虽然这些溶液不会在试管中分离，但它们有时会在人工细胞中分离，这对应用来说是有问题的，“东京大学艺术与科学研究生院的Miho Yanagisawa副教授解释说。

这种分离称为液-液相分离(LLPS)，已成为调节生物体生物活性的基本机制。然而，分离的生物分子的类型以及发生这种情况的条件尚未完全了解。这项发表在ACS Materials Letters上的最新研究提供了一些急需的见解。

“传统上，分离条件和分离程度被认为是与尺寸无关的，只要容器尺寸约为1微米或微米(千分之一毫米)或更大，”Yanagisawa说。然而，这项研究的一个令人惊讶的发现是，人造细胞越小，分离发生的程度就越大。

细胞大小依赖行为的想法在2012年被提出，但这种现象的细节尚不清楚。东京大学的研究小组使用两种聚合物的不同大小的液滴 - 短聚乙二醇(PEG)和长葡聚糖 - 在脂质膜内的混合物中进行多尺度实验，以创建不同大小的人造细胞。

“从这样的实验中，我们意识到膜感知分子之间的细微差异并选择首选分子，这是细胞大小依赖行为的起源。这是研究的主要高潮，“柳泽解释说。“我们相信这一发现提供了一种通过人造细胞容器的空间大小和界面特性操纵材料的新方法。这个想法与传统的想法完全不同，通过操纵分子结构。

那么接下来呢?柳泽认为，“下一步主要有两个方向：一是物理理解和制定细胞大小空间对分子行为的影响;另一个是针对制药和化妆品应用，使用考虑细胞大小效应的人造细胞。

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