Các nhà khoa học tại Viện Khoa học và Công nghệ Áo (ISTA) đã phát hiện ra một cơ chế mới để tự tổ chức vật chất hoạt động, điều này cần thiết cho sự phân chia tế bào vi khuẩn. Kết quả nghiên cứu, đã xuất bản trên tạp chí Nature Physics, có thể giúp phát triển vật liệu tổng hợp tự phục hồi.
Trong quá trình phân chia vi khuẩn, protein FtsZ tự lắp ráp thành một cấu trúc vòng ở trung tâm của tế bào. Vòng này, được gọi là vòng phân chia vi khuẩn, đã được chứng minh là giúp hình thành một “bức tường” ngăn cách các tế bào con. Tuy nhiên, các khía cạnh vật lý cơ bản của quá trình tự lắp ráp FtsZ vẫn chưa được giải thích.
Để nghiên cứu quá trình này, các nhà khoa học đã sử dụng mô hình tính toán để nghiên cứu cách các protein FtsZ tạo thành các sợi tương tác và tự tổ chức. Các sợi protein phát triển và co lại theo một chu kỳ liên tục, một quá trình được gọi là “treadmilling”, bao gồm việc liên tục thêm và loại bỏ các tiểu đơn vị ở các đầu đối diện của sợi.
Khi các sợi va chạm với vật cản, chúng hòa tan và lắp ráp lại, tạo thành một cấu trúc dạng sợi được căn chỉnh tốt – một vòng phân chia vi khuẩn. Các quá trình này đã được xác nhận bằng cả mô hình hóa và kính hiển vi lực nguyên tử trên các cụm protein trong ống nghiệm.
Quá trình chạy bộ có thể được điều chỉnh để tạo ra vật liệu tổng hợp có thể tự phục hồi. Tiếp theo, các nhà khoa học có kế hoạch nghiên cứu cách vòng giúp hình thành bức tường phân chia tế bào vi khuẩn thành hai.
