Comme tout cuisinier le sait, certains liquides se mélangent bien entre eux, mais d'autres non. Par exemple, quand une cuillère à soupe de vinaigre est versée dans l'eau, une brève agitation suffit pour bien mélanger les deux liquides. Cependant, une cuillère à soupe d'huile versée dans de l'eau se fondra en gouttelettes qu'aucune agitation ne pourra dissoudre. La physique qui régit le mélange des liquides ne se limite pas aux bols à mélanger; il affecte également le comportement des choses à l'intérieur des cellules. On sait depuis plusieurs années que certaines protéines se comportent comme des liquides, et que certaines protéines de type liquide ne se mélangent pas. Cependant, on sait très peu de choses sur le comportement de ces protéines de type liquide sur les surfaces cellulaires.

"La séparation entre deux liquides qui ne se mélangent pas, comme l'huile et l'eau, est connue sous le nom de « séparation de phase liquide-liquide », et il est au cœur de la fonction de nombreuses protéines, " dit Sagar Setru, un doctorat 2021 diplômé qui a travaillé avec Sabine Petry, professeur de biologie moléculaire, et Joshua Shaevitz, professeur de physique et du Lewis-Sigler Institute for Integrative Genomics.

Ces protéines ne se dissolvent pas à l'intérieur de la cellule. Au lieu, ils se condensent avec eux-mêmes ou avec un nombre limité d'autres protéines, permettant aux cellules de compartimenter certaines activités biochimiques sans avoir à les envelopper dans des espaces membranaires.

« En biologie moléculaire, l'étude des protéines qui forment des phases condensées avec des propriétés de type liquide est un domaine en pleine croissance, " a déclaré Bernardo Gouveia, un étudiant diplômé en génie chimique et biologique, travailler avec Howard Stone, le Donald R. Dixon '69 et Elizabeth W. Dixon professeur de génie mécanique et aérospatial, et président du département. Setru et Gouveia ont collaboré en tant que co-premiers auteurs à un effort visant à mieux comprendre une telle protéine.

"Nous étions curieux de connaître le comportement de la protéine de type liquide TPX2. Ce qui rend cette protéine spéciale, c'est qu'elle ne forme pas de gouttelettes liquides dans le cytoplasme comme cela avait été observé auparavant, mais semble plutôt subir une séparation de phase sur des polymères biologiques appelés microtubules, " a déclaré Setru. " TPX2 est nécessaire pour faire des réseaux ramifiés de microtubules, ce qui est crucial pour la division cellulaire. TPX2 est également surexprimé dans certains cancers, donc comprendre son comportement peut avoir une pertinence médicale. »