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液体冷凝物扩散动力学的定量理论

  1. 佬司Hubatsch
  2. 露易丝米Jawerth
  3. 塞丽娜爱
  4. 乔纳森Bauermann
  5. 泰多拉唐
  6. 斯特凡诺博
  7. 安东尼一个海曼
  8. Christoph一个韦伯 是通讯作者
  1. 德国马克斯普朗克复杂系统物理研究所
  2. 德国马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所
研究文章
引用这篇文章为:eLife 2021; 10: e68620 doi:10.7554 / eLife.68620

摘要

生物冷凝物的关键过程是扩散及其与环境的物质交换。在实验上,扩散动力学通常是通过荧光标记来探测的。然而,到目前为止,还缺乏一个基于物理的、定量的动态标记冷凝组分的框架。本文从相分离物理学出发,推导出相应的动力学方程,并通过实验对相关框架进行了定量验证。我们表明,通过使用我们的框架,我们可以精确地确定液体冷凝物内部的扩散系数,通过光漂白后的荧光恢复(FRAP)实验的时空分析。我们通过考虑蛋白质缩合物和两种不同的聚电解质-凝聚体系的空间和时间分辨率数据,展示了我们方法的准确性和精度。有趣的是,我们的理论也可以用来确定稀释相中的扩散系数和分配系数之间的关系,而无需依赖稀释相中的荧光测量。这使我们能够研究盐的添加对分配和旁路最近描述的淬火工件在致密相的影响。我们的方法为从理论上描述冷凝物中的分子动力学、基于荧光强度的动力学测量浓度和定量液体冷凝物中的生化反应速率开辟了新的途径。

数据可用性

建模和数据分析的代码可以在https://gitlab.pks.mpg.de/mesoscopic-physics-of-life/frap_theory和https://gitlab.pks.mpg.de/mesoscopic-physics-of-life/frap_analysis上找到。

文章和作者信息

作者详细信息

  1. 佬司Hubatsch

    生物物理学,马克斯普朗克复杂系统物理研究所,德累斯顿,德国
    相互竞争的利益
    作者宣称不存在相互竞争的利益。
    ORCID图标 "此ORCID iD标识本文作者:"0000-0003-1934-7437
  2. 露易丝米Jawerth

    生物物理学,马克斯普朗克复杂系统物理研究所,德累斯顿,德国
    相互竞争的利益
    作者宣称不存在相互竞争的利益。
  3. 塞丽娜爱

    动态原细胞系统,马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所,德累斯顿,德国
    相互竞争的利益
    作者宣称不存在相互竞争的利益。
  4. 乔纳森Bauermann

    生物物理学,马克斯普朗克复杂系统物理研究所,德累斯顿,德国
    相互竞争的利益
    作者宣称不存在相互竞争的利益。
    ORCID图标 "此ORCID iD标识本文作者:"0000-0002-0301-7655
  5. 泰多拉唐

    动态原细胞系统,马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所,德累斯顿,德国
    相互竞争的利益
    作者宣称不存在相互竞争的利益。
  6. 斯特凡诺博

    生物物理学,马克斯普朗克复杂系统物理研究所,德累斯顿,德国
    相互竞争的利益
    作者宣称不存在相互竞争的利益。
    ORCID图标 "此ORCID iD标识本文作者:"0000 - 0002 - 2738 - 867 - x
  7. 安东尼一个海曼

    动态原细胞系统,马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所,德累斯顿,德国
    相互竞争的利益
    作者宣称不存在相互竞争的利益。
  8. Christoph一个韦伯

    生物物理学,马克斯普朗克复杂系统物理研究所,德累斯顿,德国
    为对应
    weber@pks.mpg.de
    相互竞争的利益
    作者宣称不存在相互竞争的利益。
    ORCID图标 "此ORCID iD标识本文作者:"0000-0001-6279-0405

资金

德意志联邦银行(spp2191)

  • 佬司Hubatsch
  • 安东尼一个海曼
  • Christoph一个韦伯

资助方没有参与研究设计、数据收集和解释,也没有决定是否将研究提交出版。

检查编辑器

  1. 罗希特V帕普,圣路易斯华盛顿大学,美国

出版的历史

  1. 收稿日期:2021年3月21日
  2. 录用日期:2021年10月11日
  3. 接受的手稿发表:2021年10月12日(版本1)

版权

©2021,Hubatsch等。

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