生物帮在细胞中，许多重要的生化功能发生在由蛋白质和RNA制成的球形小室内。
这些隔间类似于房屋内的专用房间，但它们的架构有根本不同：它们没有墙。取而代之的是，它们采取不带膜的液滴形式，即自发形成，类似于水中的油滴。有时，仅发现液滴。在其他时候，可以发现一个小滴嵌套在另一个小滴内。这些不同的组件可以调节液滴执行的功能。
在《自然通讯》上发表的一项研究 探讨了这些隔室如何形成和组织自身，这些隔室也称为无膜细胞器(MLO)或生物分子冷凝物。
该研究提出了物理规则，用于控制仅使用三种建筑材料创建的各种类型的合成MLO的排列：RNA和两种不同的蛋白质，a病毒样多肽(PLP)和富含精氨酸的多肽(RRP)。
该项目聚集了布法罗大学和爱荷华州立大学的团队。
UB艺术与科学学院物理学博士学位的第一作者塔兰普雷特·考尔(Taranpreet Kaur)说：“不同的冷凝物可以共存于细胞内部。” “它们可以分离，附着在另一冷凝液上，也可以完全相互嵌入。那么细胞如何控制呢?我们发现了两种不同的机制，这些机制使我们能够控制在试管内形成的合成无膜细胞器的结构。首先，混合物中RNA的量有助于调节细胞器的形态。另一个因素是所涉及蛋白质的氨基酸序列。”
“这两个因素影响冷凝物表面的粘性，改变它们与其他液滴的相互作用，” UB物理学助理教授，论文的两位资深作者之一Priya Banerjee博士说。“总而言之，我们已经展示了使用三个组成部分的简单系统，我们可以创建不同类型的细胞器并以预测方式控制它们的排列。我们怀疑细胞可能会采用这种机制来安排不同的MLO，以优化其功能输出。”
爱荷华州立大学化学助理教授戴维·波托扬(Davit Potoyan)是该研究的另一位资深作者。
解决细胞生物学中的问题
实验是在由RNA和漂浮在缓冲溶液中的蛋白质制成的模型系统上完成的。但是研究的下一步(已经在进行中)是在活细胞内进行类似的研究。“回到我们研究MLO的动机，开始该领域的主要问题是细胞生物学的问题：细胞如何组织其内部空间?” 巴内吉说。“我们在这里揭示的原理有助于建立知识库，从而增进对该领域的理解。”
对MLO的研究可能会导致诸如合成细胞研究或药物输送新材料等领域的进步。
“我们正在学习生物分子语法，这可能是细胞用来驯服其内部细胞复杂性的通用语言。我们希望有一天能够利用这一知识来设计具有受自然启发的定制功能的人造原细胞。”
除Banerjee，Potoyan和Kaur外，该研究的合著者还包括爱荷华州立大学化学博士后研究员Muralikrishna Raju;UB物理学博士生Ibraheem Alshareedah;和UB物理学博士后研究员Richoo Davis。
