Den eukaryota cellen är den grundläggande enheten för djur och växter. Genom mikroskopet, det ser mycket strukturerat ut och är uppdelat i många membranbundna fack. Varje fack har en specifik funktion, och dess membran är befolkat av specifika molekyler. Hur bevarar cellen denna fantastiska inre ordning, och (i avsaknad av patologier) inte bryts ner till ett oformligt gäng molekyler? Sådan nedbrytning motverkas av en kontinuerlig process av molekylär sortering genom vilken liknande molekyler samlas in och skickas till "rätt" destinationer, liknande vad som händer när ett hus hålls rent och snyggt av dagliga sysslor. Det är fortfarande mystiskt, dock, hur en levande cell kan uppnå denna uppgift utan att en handledare leder den.

I en nyligen Fysiska granskningsbrev papper, ett samarbete mellan forskare från Politecnico di Torino, Università di Torino, Italienska institutet för genomisk medicin – IIGM, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare—INFN, och Landau Institute for Theoretical Physics (Moskva), hypoteser att denna process av molekylär sortering uppstår från kombinationen av två spontana mekanismer. Den första mekanismen är benägenheten hos liknande molekyler att aggregera på membran i form av "plåster, ' eller 'droppar, ' på samma sätt som vattendroppar bildas i ett ångmoln som kyls ned. Den andra mekanismen är tendensen hos sådana droppar att böja membranet, vilket leder till bildandet och ytterligare lösgöring av små vesiklar berikade med de molekylära komponenterna i de ursprungliga dropparna. De olika membranavdelningarna i den eukaryota cellen fungerar sålunda på samma sätt som kärlen och rören hos en naturlig destillatör, eller alembisk, som kontinuerligt sorterar och omdirigerar molekylära komponenter till lämpliga destinationer.

I det publicerade verket, denna process av molekylär sortering studeras med matematiska verktyg och datorsimuleringar, visar att aggregeringsbenägenheten är processens huvudkontrollparameter. För varje grupp av molekyler finns det ett optimalt värde för denna parameter (inte för stort, inte heller för liten), så att sorteringsprocessen sker med högsta möjliga hastighet. Faktiskt, viss benägenhet till molekylär aggregation behövs för att driva processen, men när benägenheten till aggregering är för stor, molekylerna "fryser" i ett stort antal små droppar som växer mycket långsamt, och den övergripande sorteringsprocessen saktar ner. Experimentella observationer av denna destillationsprocess i celler isolerade från blodkärlen i mänskliga navelsträngar bekräftar denna teoretiska bild, och antyder att evolutionen kan ha lett cellerna att arbeta i den optimala parameterregionen, där sorteringsprocessen uppnår maximal effektivitet.

Dessa fynd är av särskilt intresse, eftersom felregleringen av molekylär sortering är ett kännetecken för allvarliga patologier, som cancer. Den teoretiska identifieringen av parametrarna som styr processen är ett viktigt första steg mot en bättre förståelse för ursprunget till sådana störningar och utvecklingen av terapier.