在分裂的脂质-核苷酸多层液滴中发生的不对称分裂现象

《Nature》：Asymmetric splitting in dividing lipid-nucleotide multilamellar droplets

　　

摘要

最近开发出了一种具有分子密集内部的液晶滴，这种滴能够选择性分离生物分子并实现界面润湿，可用于构建人工细胞（原细胞）和链状原细胞网络^1，2，3。然而，这些合成原细胞的受控分裂^{4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16}，但仍是一个挑战。已经证明囊泡和液滴可以对称分裂^{17，18，19，20，21，22，23，24，25，26}，但不对称分裂较为罕见。例如，已经使用热梯度、耗散自组装、润湿能和化学反应^{27，28，29，30，31}，但不对称分裂较为罕见。例如，已经使用渗透压诱导含有聚乙二醇-葡聚糖水相系统的脂质囊泡的不对称分裂^{32，以及用脂质相分离的双层制备的巨型单层囊泡33。在这里，我们展示了在没有重组蛋白质机制的情况下，结构化液滴也会表现出不对称分裂。在碱性磷酸酶或多价金属阳离子的存在下，单个多层液滴会分裂成两个形态不同的后代（液滴和囊泡）。我们发现，由于脂质头基团-核苷酸反离子相互作用的改变，单个表面凹陷沿着潜在的核心-壳层边界进行周向生长，从而导致异形分裂，并证明功能性生物分子在不同代原细胞之间传递。综上所述，我们的结果为自下而上地组装增殖的人工细胞迈出了一步。}