在生命系统中，分子相互作用形成多尺度结构（如细胞骨架网络），其在结构和功能之间的存在密切关系（如胞质分裂和细胞运动）。然而，由于缺乏量化非平衡活性的方法，使得对它们的动力学特征知之甚少。近日，麻省理工学院Nikta Fakhri利用碳纳米管推断尺度相关的非平衡态活性。

本文要点：

1) 作者通过测量嵌入爪蟾蛋提取物肌动蛋白网络中的丝状单壁碳纳米管构象动力学中的时间反转不对称性，表征了弯曲模式振幅中非平衡活性的多尺度动力学。该方法对肌动球蛋白网络和三磷酸腺苷与二磷酸腺苷的浓度比的不同扰动非常敏感。

2) 因此，该方法可以剖析微观动力学与更大规模非平衡活性的功能耦合。作者将非平衡活性的时空尺度与嵌入非平衡粘弹性环境中的半柔性细丝的关键物理参数联系起来。该分析为表征高维空间中的非平衡活性提供了一个通用工具。

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Alexandru Bacanu et.al Inferring scale-dependent non-equilibrium activity using carbon nanotubes Nature Nanotechnology 2023

DOI: 10.1038/s41565-023-01395-2

https://doi.org/10.1038/s41565-023-01395-2