Чтобы выжить, клеткам нужно делать именно это!

Чтобы выжить и выполнить свои биологические функции, клеткам необходимо брать материал из среды.

В ходе данного процесса белки в клетках втягивают внутрь мембраны, формируя подобие ям, в которых в итоге инкапсулируется материал в пузырьке.

И вот теперь исследователи из университета Пенсильвании показали отношения, управляющие данным процессом под названием эндоцитоз.

Новое исследование, опубликованное в издании Nature Communications, показало, что порог, при котором белки успешно формируют пузырьки, основан на количестве втягивающих белков и натяжении мембраны. Если натяжение мембраны падает, для достижения критической массы требуется уже меньше белков.

Вычислить порог у конкретной клетки было бы важно для понимания многих биологических процессов. При целом спектре заболеваний нарушается нормальный эндоцитоз, а потому изменение данного порога может стать основой будущих терапий.

Отношения между активностью белков и натяжениями мембран могут также помочь объяснить недавно открытую тропу ультрабыстрого эндоцитоза, в которой клетки временами способны формировать пузырьки за несколько миллисекунд, в тысячи раз быстрее, чем обычно.

Исследование провели доцент Тобиас Бомгарт и аспирант Чжень Ши.

Биохимики определили класс белков, которые облегчают эндоцитоз, натягивая клеточную мембрану. Однако роль каждого из белков данного класса и точное количество белков, необходимое для формирования пузырьков, остаются неясными. Методы микроскопии с достаточным разрешением не позволяют увидеть эндоцитоз в действии.

«Существуют мощные методы, которые позволяют ясно увидеть на молекулярном уровне, как белки меняют форму мембран», сказал Ши. „Однако важнее увидеть изменение процесса со временем, поскольку часто образцы приводятся в твердое состояние, например, с помощью заморозки. По той же причине существующие методы не позволяют контролировать натяжение клеточной мембраны“.

«Наш подход основан на технологии, разработанной в нашей лаборатории», сообщил Бомгарт. „Эта технология может использоваться для контроля над натяжением мембраны и визуализации процесса белкового связывания мембраны в реальном времени“.

Чтобы обойти ограничения микроскопов, исследователи разработали технологию для выведения необходимой информации из образцовой системы.

Они создали автономные клеточные мембраны, маркированные флуоресцентно и частично всосанные пипеткой. Стандартное всасывание втянуло небольшую часть мембраны в пипетку, формируя вытянутость в сферической модели клетки.

Исследователи поместили образцовую клетку в ванну сгибающих мембрану белков, флуоресцентно подсвеченных разными цветами. Белки прикрепились к экстерьеру образцовой клетки и запустили эндоцитоз в нескольких местах одновременно.

«С точки зрения белков не имеет значения, что они за пределами образцовой клетки. Для них это в любом случае плоская поверхность», сказал Бомгарт.

белки сумели вытянуть часть мембраны из пипетки и укоротили длину втянутой области. Измерив изменения, ученые сумели обозначить точку, в которой на мембране образцовой клетки начался эндоцитоз. Затем, благодаря интенсивности флуоресцентных маркеров, ученые сумели вычислить общее количество белка в той точке.

Изменение силы всасывающего давления пипетки также изменило натяжение образцовой клеточной мембраны в целом, позволив ученым напрямую наблюдать роль, которую натяжение играет в отношении числа сгибающих мембрану белков.

Взаимодействие между этими двумя факторами означает, что порог начала эндоцитоза можно снизить не только развертыванием большего числа белков, но и снижением натяжения мембраны в целом. И хотя весь механизм исследовать в образцовых клетках не было возможно, последний метод мог бы объяснить скорость ультрабыстрого эндоцитоза в клетках.

«Это похоже на отправку сообщения вашему другу с помощью телефонного звонка, а не передачи лицом к лицу», сказал Бомгарт. „Сигнал натяжения волнообразно размножается по клеточной мембране, что намного быстрее, чем выработка большего числа белков, которым нужно физически добраться до места формирования пузырька“.

Хотя в эксперименте использовался лишь один тип сгибающего мембрану белка, в будущем исследовании данная технология позволит ученым исследовать роль других участников эндоцитоза.

27.01.2015




Живая природа



Борнео - поистине кладезь новых видов!Борнео - поистине кладезь новых видов!

На малайзийском острове ученые открыли сразу ш...

Конфликты между животными и людьми неизбежныКонфликты между животными и людьми неизбежны

Возможно, вы видели, как крыса роетс...

Иногда "глупые" голуби соображают быстрее человекаИногда "глупые" голуби соображают быстрее человек

Германские ученые внезапно решили реабилитиров

Ученые разгадали тайну снежинкиУченые разгадали тайну снежинки

Свыше 400 лет назад известный математик и...

Рыба ищет где глубже, а человек ищет рыбуРыба ищет где глубже, а человек ищет рыбу

Морские биологи из университета Вашингтон...

В Финляндии породы деревьев распознают с помощью лазерных систем сканированияВ Финляндии породы деревьев распознают с помощью ...

На планете существуют разные виды деревьев, ча...

Что общего между собаками, детьми и иностранцами?Что общего между собаками, детьми и иностранцами?

Замечали ли вы, что мы часто го...

Открыт новый доисторический вид птицОткрыт новый доисторический вид птиц

Группа геологов из университета Рочестера...

Раскрыт принцип действия вентиляторов в ульяхРаскрыт принцип действия вентиляторов в ульях

Давно известно, что во время резкого...

Риск гибели заставляет обезьян взрослеть раньше времениРиск гибели заставляет обезьян взрослеть раньше в...

То, как у разных видов растут детены...

Привлекайте только тех, кого любитеПривлекайте только тех, кого любите

Какие лампы позволят насладиться летним вечеро

Ученые установили, что палочники ходят совсем не так, как считалось до сих порУченые установили, что палочники ходят совсем не ...

Палочники — популярная модель для&n...

Некоторые микроорганизмы пользуются проводами для получения энергииНекоторые микроорганизмы пользуются проводами для...

Клетки способны удовлетворять свои энергетичес...

У живых организмов открыта удивительная реакция на светУ живых организмов открыта удивительная реакция н...

Ученые из Массачусетского технологическог...

Аллигаторы, кайманы и другие, возможно, не перенесут похолоданияАллигаторы, кайманы и другие, возможно, не перене...

Меняющийся уровень моря и глобальное похо...

В ДНК червей найден выключатель старостиВ ДНК червей найден выключатель старости

Биологи из США как никогда близ...

Ученые выявили гены, связанные с электротаксисомУченые выявили гены, связанные с электротаксисом

Многие живые существа реагируют на электр...

Птицы используют контрольное взвешивание, выбирая пищуПтицы используют контрольное взвешивание, выбирая...

Хотя контрольных весов у них нет, не...

Британские тюлени глохнут из-за прибрежных ветряковБританские тюлени глохнут из-за прибрежных ветряк...

Шум от установки свай в ходе построй...

Ученые: блеяние - важный инструмент общенияУченые: блеяние - важный инструмент общения

Под блеянием обычно понимается крик овцы ...

Геккон-питбуль может подорвать здоровье хозяевГеккон-питбуль может подорвать здоровье хозяев

Токайский геккон, который за свой упрямый...

Ученые восстановили процесс превращения челюсти рептилий в птичий клювУченые восстановили процесс превращения челюсти р...

Ученые успешно копировали молекулярные процесс...

Зачем птицы строят куполообразные гнезда?Зачем птицы строят куполообразные гнезда?

Как защитить птенцов от хищников? Построй

Выяснилось, чем некоторые акулы расплачиваются за физиологические преимуществаВыяснилось, чем некоторые акулы расплачиваются за...

Исследователям давно известно, что некото...

Эпоха использования опасных пестицидов подходит к концуЭпоха использования опасных пестицидов подходит к...

Британские ученые, которых часто обвиняют в&nb...

Обнаружена одна из наиболее редких акул в миреОбнаружена одна из наиболее редких акул в мире

Маленькая и редкая разновидность акулы пр...

Исследование: Птицы компенсируют стресс, пережитый в детствеИсследование: Птицы компенсируют стресс, пережиты...

Быть птенцом дикой птицы — всегда с...

Навыки планирования пути у шимпанзе напоминают способности ребенкаНавыки планирования пути у шимпанзе напоминают сп...

Шимпанзе проявили незначительную, но явну...

Появилась новая версия рождения детенышей водных динозавровПоявилась новая версия рождения детенышей водных ...

Хотя ученые и не присутствовали при&...

Поиск на сайте

Магазин

  
Silicon Power Slim S55 120GB (SP120GBSS3S55S25) SSD-накопитель4290.00 руб.

Знатоки клуба инноваций



ТОП - Новости мира, инновации

Спасти Тасманского ДьяволаСпасти Тасманского Дьявола
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на

Новости компаний, релизы

Ищем, где дешевлеИщем, где дешевле
Инновационный подводный дрон PowerDolphin от PowerVision получил золотую премию ЭдисонаИнновационный подводный дрон PowerDolphin от PowerVisi
7-я школа по биоинформатике пройдет летом7-я школа по биоинформатике пройдет летом
Параметры выбора чекового принтераПараметры выбора чекового принтера
Сервер Cisco UCS C480 M5: основные характеристики и возможности оборудованияСервер Cisco UCS C480 M5: основные характеристики и во