Flüssigkristall-Domänen und Thixotropie von filamentösen Aktinsuspensionen.

Die thixotropen Eigenschaften von filamentösen Aktinsuspensionen wurden mittels eines Shear-Protokolls mit Schrittfunktion untersucht. Proben von gereinigtem filamentösem Aktin wurden bei 0,2 sec⁻¹ in einem Kegel-Platte-Rheometer geschert. Wir beobachteten einen starken Spannungsüberschuss beim Beginn der Scherung, was auf einen Gel-Zustand hinweist, und einen nahezu sofortigen Abfall auf null Spannung nach Beendigung der Scherung. Die Erholung vom Spannungsüberschuss war nach 5 Minuten "Ruhestand" fast vollständig, bevor die Proben erneut bei 0,2 sec⁻¹ geschert wurden. Die Erholung des Überschusses nahm linear mit der Quadratwurzel der Ruhezeit zu, was darauf hindeutet, dass die Erholung im Gel-Zustand durch Diffusion begrenzt ist. Aktinsuspensionen, die oszillierender Scherung bei Frequenzen von 0,003 bis 30 Radianten/sec ausgesetzt waren, bestätigten die Existenz einer Zeitspanne von 5 Minuten im Gel, ähnlich der für die Erholung vom Spannungsüberschuss. Der Fluss von filamentösem Aktin wurde durch polarisiertes Licht visualisiert. Aktin von 6 mg/ml bis 20 mg/ml zeigte die "poly-kristalline" Textur der Doppelbrechung, die typisch für flüssigkristalline Strukturen ist. Bei Scherungsraten unter 1 sec⁻¹ erfolgte der Fluss durch die relative Bewegung unregelmäßiger, ungefähr ellipsoider Aktindomänen von 40-140 Mikrometern Länge; das Erscheinungsbild war ähnlich bewegenden Eisflächen. Bei Scherungsraten über 1 sec⁻¹ verringerten sich die Domänen in der Größe, möglicherweise durch reibungsbedingte Wechselwirkungen zwischen den Domänen. Letztendlich floss das Material in einem "Flussbett" aus Aktin, das durch den Fluss ausgerichtet war. Unsere Beobachtungen bestätigen unser früheres Modell der Domänenreibung für die Aktin-Rheologie. Die Ähnlichkeiten zwischen den ungewöhnlichen Flusseigenschaften von Aktin und Zytoplasma lassen argwöhnen, dass auch das Zytoplasma als Domänen fließen könnte.