Органеллы живых клеток формируются случайным образом

Эукариотические клетки, из которых состоит большинство живых организмов, включая всех животных, растения и грибы, представляют собой высокоструктурированные объекты.

Эти клетки собирают и обслуживают свои собственные мелкие внутренние части: связанные мембраной органеллы, такие как ядра, хранящие генетическую информацию, или митохондрии, производящие химическую энергию. Но многое еще предстоит узнать о том, как они организуются.

Физики из Вашингтонского университета в Сент-Луисе провели новые эксперименты, которые показали, что эукариотические клетки могут надежно контролировать средние колебания в размерах органелл. Показав, что размеры органелл подчиняются универсальной масштабной зависимости, которую ученые предсказывают теоретически, новая система предполагает, что органеллы растут случайными всплесками из ограниченного пула строительных блоков.

Исследование было опубликовано 6 января в журнале Physical Review Letters.

Мы предполагаем, что этапы выращивания органелл — далеко не упорядоченная сборка «кирпичик за кирпичиком» — происходят в виде стохастических всплесков, — сказал Шанкар Мукерджи, доцент кафедры физики.

Такие всплески фундаментально ограничивают точность, с которой контролируется размер органелл, но также поддерживают разнообразие в размере органелл в пределах узкого диапазона. Всплескообразный рост обеспечивает общий биофизический механизм, с помощью которого клетки могут поддерживать в среднем надежные, но пластичные размеры органелл.

Органеллы должны быть достаточно гибкими, чтобы клетки могли увеличивать или уменьшать их в зависимости от условий окружающей среды. Тем не менее, размер органелл должен поддерживаться в определенных пределах. Ранее биологи уже определили некоторые молекулярные факторы, регулирующие размеры органелл, но данное исследование дает новое представление о количественных принципах, лежащих в основе контроля размеров органелл.

Хотя в данном исследовании в качестве модельного организма использовались почкующиеся дрожжи, команда с нетерпением ждет возможности изучить, как эти механизмы сборки используются в различных видах и типах клеток. Исследователи хотят понять, чему могут научить нас эти механизмы устойчивости, как использовать сборку органелл в биоинженерных целях и как выявлять дефекты биогенеза органелл в контексте заболеваний.

Модель устойчивости размеров органелл является общей для дрожжей и iPS-клеток* человека», — сказал Мукерджи.

Молекулярные механизмы, лежащие в основе этих всплесков, еще предстоит полностью описать, и, вероятно, они являются органеллоспецифичными и потенциально видоспецифичными.

* Стволовые клетки с индуцированной плюрипотентностью

07.01.2023


Подписаться в Telegram



Биосфера

Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах

Тропические бабочки Heliconius хорошо известны...

Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды

В новом исследовании неврологи показали, как&n...

Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки

Бурые медведи, добывающие пищу на полуост...

Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак
Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак

Крошечный корень растения толщиной не бол...

Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый
Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый

Козы могут отличить счастливого человека от&nb...

Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса
Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса

Всем живым существам необходим сон. Когда люди...

Current Biology: Одомашнивание растений влияет на их микробиом
Current Biology: Одомашнивание растений влияет на их микробиом

Новое исследование, проведенное под руков...

Journal of the Geological Society: В окаменелостях нашли ключевые следы эволюции
Journal of the Geological Society: В окаменелостях нашли ключевые следы эволюции

Исследование, проведенное под руководство...

Current Biology: Созданы дрожжи, питающиеся светом
Current Biology: Созданы дрожжи, питающиеся светом

Возможно, вы знаете дрожжи как орган...

Nature Ecology & Evolution: Ученые секвенировали первый геном из класса Myxini
Nature Ecology & Evolution: Ученые секвенировали первый геном из класса Myxini

Международному научному коллективу, состоящему...

Science: Как морские улитки перешли от откладывания яиц к живорождению
Science: Как морские улитки перешли от откладывания яиц к живорождению

Яйцо действительно появилось первым. Откладыва...

Nature Microbiology: Ученые раскрыли тайну хищных бактерий
Nature Microbiology: Ученые раскрыли тайну хищных бактерий

Как природные антимикробные хищные бактерии сп...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

EHJ-DH: Инструмент на основе ИИ успешно предсказывает фатальный сердечный ритм
EHJ-DH: Инструмент на основе ИИ успешно предсказывает фатальный сердечный ритм
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
Chem: Имплантируемые батареи могут работать на собственном кислороде организма
Chem: Имплантируемые батареи могут работать на собственном кислороде организма
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
Current Biology: У бенгальских кошек в ДНК лишь несколько процентов от леопарда
Current Biology: У бенгальских кошек в ДНК лишь несколько процентов от леопарда
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
Ученые предложили способ узнать, когда именно появляется сознание у младенцев
Ученые предложили способ узнать, когда именно появляется сознание у младенцев
Рост эффективности бифункциональных катализаторов удешевит производства водорода
Рост эффективности бифункциональных катализаторов удешевит производства водорода
Воздействие табака до рождения повышает риск развития диабета 2 типа у взрослых
Воздействие табака до рождения повышает риск развития диабета 2 типа у взрослых
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах
NMI: Создана модель ИИ для разработки новых антибиотиков против супербактерий
NMI: Создана модель ИИ для разработки новых антибиотиков против супербактерий
Низкий социальный статус повышает риск проблем со здоровьем из-за алкоголизма
Низкий социальный статус повышает риск проблем со здоровьем из-за алкоголизма
2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов
2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса