生物在许多关键过程中，包括DNA复制、转录和翻译、化学传感和形态发生等，都得益于精细的分子敏感性。在热力学平衡时，敏感性的基本生物物理机制是协同结合，因此可以证明希尔系数（一种敏感性度量）不能超过结合位点的数量。近日，来自密歇根大学生物物理系的Jordan M. Horowitz等人发现，对于任何动力学方案，在热力学平衡或远离热力学平衡时，一个非常简单的结构量（即扰动支撑的大小），总是会限制有效希尔系数。

文章要点：

1) 该研究研究了这一界限如何揭示并统一各种敏感机制，包括动力学校对和针对大肠杆菌鞭毛运动开关提出的非平衡Monod-Wyman-Changeux（MWC）模型，在每种情况下都代表了实验观察和研究所记录的模型之间的简单、精确的桥梁；

2) 此外，在寻求使支持结合饱和的机制时，该研究发现了一种非平衡结合机制，即嵌套滞后，结合位点的数量呈指数级敏感，这对深入理解基因调控模型和生物分子凝聚物的功能具有重要意义。

参考资料：

Owen, J.A., Horowitz, J.M. Size limits the sensitivity of kinetic schemes. Nat Commun 14, 1280 (2023).

DOI: 10.1038/s41467-023-36705-8

https://doi.org/10.1038/s41467-023-36705-8