Подтвердилась возможная связь между разрывом ядра клетки и развитием рака

Жир — это нормальная и необходимая часть организма. Жировые клетки накапливают и высвобождают энергию, а также играют важную роль в гормональной регуляции и иммунитете.

В последние десятилетия в связи с ростом числа метаболических заболеваний, таких как сердечно-сосудистые заболевания, высокое кровяное давление и диабет, внимание ученых было сосредоточено на биологии и химии жира, что привело к накоплению большого количества информации о том, как работают жировые клетки.

Однако жировые клетки и их метаболическая активность — это лишь часть истории.

Все больший научный интерес вызывают наполненные жиром липидные капли — крошечные сферы жира, во много раз меньшие, чем жировые клетки. Находясь внутри многих типов клеток, эти липидные частицы долгое время оставались малоизученными. Исследования начали прояснять участие этих капелек в метаболических функциях и защите клеток, но мы до сих пор почти ничего не знаем о физической природе жира.

Теперь исследователи из Школы инженерных и прикладных наук Пенсильванского университета, выйдя за рамки биохимии, опубликовали новаторскую работу о физике этих капель, показав, что они представляют собой потенциальную угрозу для ядра клетки. В августовском номере журнала Journal of Cell Biology они впервые обнаружили удивительную способность липидных капель, наполненных жиром, вдавливать и пробивать ядро — органеллу, содержащую и регулирующую ДНК клетки.

Результаты исследования имеют большое значение: разрыв ядра может привести к повышенному повреждению ДНК, характерному для многих заболеваний, включая рак.

Исследование проводилось под руководством Денниса Э. Дишера, профессора кафедры химической и биомолекулярной инженерии Роберта Д. Бента, Ирены Ивановской, научного сотрудника лаборатории молекулярной и клеточной биофизики Пенсильванского университета, и Майкла Тобина, кандидата наук кафедры биоинженерии.

Интуитивно люди считают жир мягким, — говорит Дишер.

И на клеточном уровне так оно и есть. Но при таком малом размере капли — всего несколько микрон, а не сотни микрон зрелой жировой клетки — она перестает быть мягкой. Ее форма имеет гораздо большую кривизну, резко изгибая другие объекты. Это меняет его физические свойства в клетке. Она может деформироваться. Она может повреждаться. Она может разорваться.

«Представьте себе, — добавляет Ивановская, — что вы пытаетесь кулаком лопнуть воздушный шарик. Невозможно. Вы можете деформировать шарик, но не проткнете его. А теперь представьте, что вы пытаетесь проткнуть его ручкой. Вот в чем разница между жировой клеткой и клеткой с маленькими капельками жира в организме. Это фундаментальное физическое, а не метаболическое различие».

Исследование группы специалистов пересматривает научные представления о жире, подчеркивая, что роль жира в организме — это нечто большее, чем просто цифра на весах.

Это не каноническая концепция жира, — говорит Тобин.

Речь идет о том, как жир работает в масштабах, меньших, чем клетка, и представляет физическую опасность для клеточных компонентов, даже на уровне ДНК.

Работа группы основана на десятилетних фундаментальных исследованиях, в том числе и на исследованиях, проведенных под руководством Ивановской, по изучению поведения ядерных белков, которые придают ядру защитные структурные свойства. Эти белки динамичны, их уровни меняются в зависимости от механического окружения и обеспечивают то, что необходимо ядру для поддержания его целостности.

В клетках постоянно происходит процесс восстановления повреждений ДНК, — говорит Ивановская.

Для этого в ядре должно быть достаточно белков, восстанавливающих ДНК. При разрыве ядра эти белки рассеиваются и не могут своевременно восстанавливать повреждения. Это приводит к накоплению повреждений ДНК и потенциально может привести к образованию раковой клетки.

Клетка живет в динамичной физико-механической среде, где все может пойти не так. Но у нее также есть целая армия молекулярных помощников, которые постоянно работают над ее поддержанием и восстановлением.

«Проблема заключается в том, — отмечает Дишер, — что ядро оказывается поврежденным — токсинами, чрезмерным воздействием ультрафиолетовых лучей или этими наполненными жиром липидными каплями. Тогда возникает большая вероятность повреждения ДНК, что влечет за собой последствия для здоровья.

28.08.2023


Подписаться в Telegram



Здоровье

Нервы на связи: разработан новый материал для восстановления тканей
Нервы на связи: разработан новый материал для восстановления тканей

Ученые создали уникальный материал, который мо

Сладкий никотин: как ароматизаторы влияют на наши привычки
Сладкий никотин: как ароматизаторы влияют на наши привычки

Новая научная публикация рассказывает о т...

Circulation: Порок сердца у ребенка связан с раком у матери
Circulation: Порок сердца у ребенка связан с раком у матери

Новое исследование показало, что дети, ро...

Фиброз как на ладони: ИИ ускоряет диагностику сердца
Фиброз как на ладони: ИИ ускоряет диагностику сердца

Ученые из Университета ИТМО вместе с ...

Шепот мозга: что голос может рассказать о когнитивном здоровье
Шепот мозга: что голос может рассказать о когнитивном здоровье

Голосовые записи могут рассказать о много...

Клеточные алхимики: ученые создают нейроны из клеток кожи
Клеточные алхимики: ученые создают нейроны из клеток кожи

Ученые из Массачусетского технологическог...

Умные бактерии: как микрофлора кишечника управляет нашим мозгом
Умные бактерии: как микрофлора кишечника управляет нашим мозгом

Ученые Сеченовского Университета начали масшта...

Лаборатория в VR: студенты учатся работать с микробами, не выходя из дома
Лаборатория в VR: студенты учатся работать с микробами, не выходя из дома

В Новгородском университете сейчас создают лаб...

Тайна трехстворчатого клапана: что скрывает ПФМР
Тайна трехстворчатого клапана: что скрывает ПФМР

Предсердно-функциональная митральная регургита...

Проснись, фолликул: ученые нашли ключ к лечению алопеции
Проснись, фолликул: ученые нашли ключ к лечению алопеции

Группа ученых под руководством доктора Па...

Природа как лекарство: как деревья и горы успокаивают боль
Природа как лекарство: как деревья и горы успокаивают боль

Новое исследование в области нейровизуали...

Игра в прятки с вирусом: ученые нашли слабое звено Омикрона
Игра в прятки с вирусом: ученые нашли слабое звено Омикрона

Ученые провели большое исследование, чтобы пон...

Иммунитет наизнанку: как недостаток кислорода ускоряет рак
Иммунитет наизнанку: как недостаток кислорода ускоряет рак

Ученые провели исследование, чтобы понять, как...

Кровь и гены: история мутаций, которые не превращаются в рак
Кровь и гены: история мутаций, которые не превращаются в рак

Исследователи из Института Фрэнсиса Крика...

Как антитела находят свой дом и делают его крепостью
Как антитела находят свой дом и делают его крепостью

Исследователи из Японии сделали важное от...

Тени детства: как травмы прошлого бьют по здоровью взрослых
Тени детства: как травмы прошлого бьют по здоровью взрослых

Новое исследование раскрывает тревожные данные...

Свет против рака: ученые нашли способ ускорить создание лекарств
Свет против рака: ученые нашли способ ускорить создание лекарств

Ученые придумали новый способ проверки эффекти...

Илон Маск и бунт мозга: почему чипы не приживаются
Илон Маск и бунт мозга: почему чипы не приживаются

Компания Илона Маска Neuralink, которая занима...

Аммиак — невидимый убийца, но ученые нашли противоядие
Аммиак — невидимый убийца, но ученые нашли противоядие

Ученые из Калифорнийского университета сд...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Ученые не теряют надежды накормить всех сыром из растительных белков
Ученые не теряют надежды накормить всех сыром из растительных белков
Дома как в лесу: природа в интерьере лечит нервы
Дома как в лесу: природа в интерьере лечит нервы
Точность и прочность: ученые напечатали огнеупоры без усадки
Точность и прочность: ученые напечатали огнеупоры без усадки
Нервы на связи: разработан новый материал для восстановления тканей
Нервы на связи: разработан новый материал для восстановления тканей
Скрытные обитатели леса: ученые нашли новые виды грибов
Скрытные обитатели леса: ученые нашли новые виды грибов
Сладкий никотин: как ароматизаторы влияют на наши привычки
Сладкий никотин: как ароматизаторы влияют на наши привычки
Кадры решают все: кто и за сколько работает в нефтегазовой отрасли
Кадры решают все: кто и за сколько работает в нефтегазовой отрасли
Мозазавры на Волге: древние хищники плавали здесь 80 миллионов лет назад
Мозазавры на Волге: древние хищники плавали здесь 80 миллионов лет назад
Circulation: Порок сердца у ребенка связан с раком у матери
Circulation: Порок сердца у ребенка связан с раком у матери
Дыши глубже: новый способ производства перекиси водорода из воздуха
Дыши глубже: новый способ производства перекиси водорода из воздуха
Беспилотники, AI и маркетплейсы: чем живет агробизнес сегодня
Беспилотники, AI и маркетплейсы: чем живет агробизнес сегодня
Красное свечение, которое не гаснет: прорыв в световых технологиях
Красное свечение, которое не гаснет: прорыв в световых технологиях
Субнептуны: как планеты выживают в огненном кольце звезд
Субнептуны: как планеты выживают в огненном кольце звезд
Фиброз как на ладони: ИИ ускоряет диагностику сердца
Фиброз как на ладони: ИИ ускоряет диагностику сердца
Камчатка на градуснике: как климат меняет лицо полуострова
Камчатка на градуснике: как климат меняет лицо полуострова

Новости компаний, релизы

MITEX 2025 ждёт гостей на новой площадке
ЦОДы в центре внимания: встречаемся в Москве весной 2025
Гонки без границ: как студенты борются за титул лучшего симрейсера
Медицинские инновации: как стать архитектором будущего здравоохранения
Протоны, нейтроны и наночастицы: как наука помогает онкологии