宾夕法尼亚州立大学萨姆·舒尔茨 细菌细胞拥挤内部的分子模型
新的研究表明，如果拥挤分子分布不均匀，粒子可以更快地穿过人群
信用:阿德里安·埃尔科克，CC BY 2
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0/legalcode) 当拥挤分子不均匀分布时，细胞颗粒在拥挤的细胞环境中移动得更快
新的研究还表明，在拥挤的细胞中，粒子的运输实际上比在非拥挤的环境中更快，只要粒子从人口密集的区域移动到人口较少的区域
了解粒子在这些环境中的运动速度可以帮助研究人员更好地理解细胞过程，这需要多个分子在细胞拥挤的环境中“找到”彼此
宾夕法尼亚州立大学的一组科学家发表了一篇描述这项研究的论文，发表在《美国化学学会纳米》杂志的网上
“拥挤在不同长度尺度的生命系统中是很常见的，从繁忙的走廊到密集的细胞质，”艾尤斯曼·森说
威拉曼化学教授，宾夕法尼亚州立大学化学和化学工程杰出教授，研究团队的领导者之一
“细胞内部充满了蛋白质、大分子和细胞器
参与细胞所需化学反应的分子必须通过这种拥挤、粘稠的环境才能找到它们的伴侣试剂
如果环境均匀拥挤，运动变慢，但我们知道细胞内部是不均匀的；有大分子和其他物种的梯度
因此，我们对这些梯度如何影响纳米尺度上的输运感兴趣
" 研究人员使用微流体比较了各种“示踪”胶体——悬浮在液体中的不溶性颗粒——在不同环境中的运动
一个微流体装置可以充满不同的溶液，在这些溶液中，研究人员在流体中建立了从高到低的“拥挤”大分子梯度
示踪剂，可以是大的或小的，硬的或软的，可变形的，都有荧光标记，允许研究人员用共焦显微镜跟踪他们的运动
宾夕法尼亚州立大学化学工程研究生法扎德·莫哈耶拉尼是这篇论文的第一作者之一，他说:“我们惊讶地发现，示踪剂在拥挤梯度中的移动速度比在完全没有拥挤的流体中要快。”
“我们认为，密集拥挤的人群实际上给追踪者施加了压力，迫使他们前往密度较小的地区
大的示踪剂分子比小的移动得快，软的、可变形的示踪剂比硬的移动得快
" 该论文的第一作者之一、宾夕法尼亚州立大学化学系研究生马修·柯林斯说:“柔软的、可变形的示踪剂更好地代表了细胞中实际存在的物种。”
“我们认为它们可以移动得更快，因为与硬粒子不同，它们可以挤过更紧的区域
" “我们的实验和模型不仅表明分子可以在大分子拥挤的梯度中更快地移动，我们认为这些移动速率可能在实际的活细胞中进一步增加，而其他活跃的移动分子可能会增加拥挤压力，”森说
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