Fazno odvajanje ulja i vode je klasičan primer procesa sveprisutnog u prirodi, u kome se mešavine razdvajaju na sastavne delove. Naučnici su takođe više puta identifikovali biomolekularne kapljice u ćelijama koje potiču od faznog razdvajanja proteina i nukleinskih kiselina. Ove kapljice igraju različite vitalne uloge u ćelijama gde, na primer, stvaraju lokalno okruženje za hemijske reakcije i odgovorne su za lokalizaciju proteina u sredini ćelije tokom ćelijske deobe.
Tim koji je predvodio fizičar LMU profesor Ervin Frej je sada istražio ponašanje enzimskih kapljica i predvideo da one mogu pokazati usmereni samopogon u ćeliji. Studija je objavljena u časopisu Phisical Reviev Letters.
U termodinamičkom sistemu koji je u toplotnoj ravnoteži, velike kapljice rastu na račun manjih kapljica, čineći tako stanje sa mnogo kapljica nestabilnim. U ćeliji, nasuprot tome, nekoliko studija je pokazalo da se kapljice često izbacuju iz ravnoteže prilivom energije. „Ovo dovodi do mnoštva novih fenomena“, kaže Frej. Sa svojim timom istraživao je mehanizme kapljica sastavljenih od enzima koji kataliziraju hemijske reakcije između proteina. Koristeći minimalni model, istraživači su uspeli da pokažu da ove enzimske kapljice mogu da usmere samopogon i da se, u zatvorenim domenima, kreću ka centru na usmeren način.
„Ovo svojstvo podseća na mehanizam kojim proteinske kapljice pronalaze sredinu ćelije u prokariotima (bakterijama) i mogu da kontrolišu ispravnu ćelijsku podelu“, kaže Frej. Pod drugim uslovima, međutim, kapljice, u zavisnosti od njihove veličine, takođe mogu da se podele, što rezultira stabilnom koegzistencijom više kapljica. „Ovo je u suprotnosti sa dinamikom koju bi se očekivalo u toplotnoj ravnoteži“, kaže Frej. „Naši rezultati naglašavaju ulogu hemijskih reakcija u formiranju kapljica, što predstavlja širok i veoma aktivan istraživački domen.“
