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論文資訊
- 類型：工作論文
- 編號：工作論文 #479
- 日期：2026-03-18
摘要
功能化學子系統耦合產生的交叉反應和其他系統問題對在實驗室中組裝可行的原始細胞構成了最大的挑戰。我們目前的工作旨在識別和澄清我們在模擬中表示和分析最小原型單元的完整實現時的關鍵問題。使用 3D 耗散粒子動力學 (DPD) 模擬方法，我們能夠解決模擬原始細胞完整生命週期所需的耦合擴散、自組裝和化學反應過程，原始細胞由耦合的遺傳、代謝和容器子系統組成。利用組成分子、它們的相互作用以及它們的反應的這種最小的結構和功能表示，我們識別並探索了整個原細胞系統的許多相關過程的本質。顯然，這種模擬方法的簡單性加上固有的系統複雜性使我們無法從這些研究中得到定量的模擬預測。然而，當我們將原細胞自組裝過程和化學反應結合起來時，我們報告了關於系統過程的重要發現，有些是先前預測的，有些是新發現的。例如，我們的模擬表明，容器穩定性受到油性前驅脂質和敏化劑的量的顯著影響，並影響容器分割過程中分子的分配。此外，以非常慢的速度向原始細胞環境連續供應油性脂質前體將脈衝原始細胞負載（攝食），因為油滴將在水中形成並且整個油滴將被一次性吸收。透過與擴散、前驅物自組裝、原始細胞濃度等相比協調前驅體注入速率，可以自發性產生最佳尺寸的資源包。由於聚集體穩定性更高，兩親性基因在具有大量油核的膠束（負載膠束）表面上的複製比在常規膠束上更好。此外，兩親性基因（具有親脂性主鏈的基因）在大量水中的複製也會受到抑制，因為它們傾向於形成聚集體。此外，模板引導的基因連接率不僅取決於組成單體，還取決於模板中這些單體的序列。