Uventede bølger i biologiske membraner

Hvordan biologiske membraner - såsom plasmamembranen i dyreceller eller den indre membran af bakterier - svinger over tid er ikke let at forstå, dels fordi i subcellulær skala, temperaturrelateret omrøring får membranerne til at svinge konstant; og dels fordi de er i kontakt med komplekse medier, såsom cellernes strukturelement, cytoskelet, eller den ekstracellulære matrix. Tidligere eksperimentelt arbejde beskrev dynamikken i kunstig, selvsamlede polymermembrankomplekser, indlejret i strukturerede væsker. For første gang, Rony Granek fra Ben-Gurion University of the Negev, og Haim Diamant fra Tel Aviv University, både i Israel, foreslå en ny teori, der belyser dynamikken i sådanne membraner, når de er indlejret i polymernetværk.

I en ny undersøgelse offentliggjort i EPJ E , forfatterne demonstrerer, at dynamikken i membranbølger inde i et sådant struktureret medie styres af særpræg, unormale magtlove.

Hovedbyggesten i biologiske membraner er et fleksibelt væskelag af lipidmolekyler. I deres model, forfatterne definerer først koblingen af ​​membranen med de to bestanddele i den omgivende væske - nemlig polymeren og opløsningsmidlet. Membranoverfladen definerer styrken af ​​membran-væskekoblingen, som enten kan være svag (når membranen primært er i kontakt med opløsningsmidlet) eller stærk (hvor både opløsningsmidlet og netværket bevæger sig sammen med membranen).

Forfatterne studerer derefter konsekvenserne af de to koblingstyper for membranbølgernes dynamik. I grænsen for svag kobling, hvor polymernetværket ikke bevæger sig sammen med membranen, men blot trækkes med af den resulterende opløsningsmiddelstrøm, forfatterne identificerer et nyt mellemliggende bølgelængderegime for membranbølgerne.

De konkluderer, at for både fleksible og halvfleksible halvfortyndede polymeropløsninger, statistikken over membranforskydninger forbundet med dette mellemregime kan strække sig over flere størrelsesordener i tid, indtil polymerens bulk -viskoelasticitet overtager.