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

75 лет ожидания: как луга учатся жить заново
75 лет ожидания: как луга учатся жить заново

Луга, которые восстанавливают после долгого за...

Два носорога, две судьбы: как эволюция разделила азиатских гигантов
Два носорога, две судьбы: как эволюция разделила азиатских гигантов

Новое исследование позволило лучше рассмотреть...

Холодный расчет: как температура меняет мозг мух
Холодный расчет: как температура меняет мозг мух

Температура окружающей среды играет огромную р...

Лягушка из прошлого: ученые нашли вид, потерянный на 130 лет
Лягушка из прошлого: ученые нашли вид, потерянный на 130 лет

Группа ученых из Чили совершила удивитель...

Улитки на марше: кто остановит продвижение южных видов на север
Улитки на марше: кто остановит продвижение южных видов на север

Валерия Адамова, доцент кафедры биологии НИУ&n...

Мозг, который пережил миллионы лет: история, сложенная по частям
Мозг, который пережил миллионы лет: история, сложенная по частям

Палеонтологи из Санкт-Петербургского унив...

Тепло или холод: что выбирают мухи в эпоху перемен
Тепло или холод: что выбирают мухи в эпоху перемен

Маленькие холоднокровные существа, такие как&n...

Спасение в тени: ученые озвучили безжалостный прогноз для амфибий
Спасение в тени: ученые озвучили безжалостный прогноз для амфибий

Ученые из Университета Нового Южного Уэль...

Ученые меняют гены рыб, чтобы они быстрее росли и меньше болели
Ученые меняют гены рыб, чтобы они быстрее росли и меньше болели

Ученые из Всероссийского института рыбног...

Тихое вторжение: ученые сообщили, кто угрожает нашим рекам и озерам
Тихое вторжение: ученые сообщили, кто угрожает нашим рекам и озерам

Биолог из Санкт-Петербургского государств...

Бокал с сюрпризом: в России нашли новый вид слизевиков
Бокал с сюрпризом: в России нашли новый вид слизевиков

В рамках национального проекта Наука и ун...

Открытие в океане: как рыба живет 48 лет и не попадается на крючок
Открытие в океане: как рыба живет 48 лет и не попадается на крючок

Ученые впервые изучили глубоководную рыбу Coel...

Петли жизни: что общего у человека и амебы
Петли жизни: что общего у человека и амебы

В каждой клетке нашего тела умещается два ...

Мегарапторы против кархародонтозавров: битва за вершину пищевой цепи
Мегарапторы против кархародонтозавров: битва за вершину пищевой цепи

Новаторское исследование стало свидетельством ...

Цветы, CRISPR и тайны ДНК: что скрывает ген UFO
Цветы, CRISPR и тайны ДНК: что скрывает ген UFO

Люди давно любят цветы за их красоту...

Кто за кем следит: рыбы против ученых
Кто за кем следит: рыбы против ученых

Много лет ученые-дайверы на станции ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Субнептуны: как планеты выживают в огненном кольце звезд
Субнептуны: как планеты выживают в огненном кольце звезд
Кадры решают все: кто и за сколько работает в нефтегазовой отрасли
Кадры решают все: кто и за сколько работает в нефтегазовой отрасли
Дыши глубже: новый способ производства перекиси водорода из воздуха
Дыши глубже: новый способ производства перекиси водорода из воздуха
Circulation: Порок сердца у ребенка связан с раком у матери
Circulation: Порок сердца у ребенка связан с раком у матери
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
Фиброз как на ладони: ИИ ускоряет диагностику сердца
Фиброз как на ладони: ИИ ускоряет диагностику сердца
Питание через иглы: как ученые создают умные удобрения
Питание через иглы: как ученые создают умные удобрения
Буровая установка на лыжах: в Татарстане ученые ускорили добычу нефти
Буровая установка на лыжах: в Татарстане ученые ускорили добычу нефти
Точка кипения: почему никелевые аккумуляторы могут быть опасны
Точка кипения: почему никелевые аккумуляторы могут быть опасны
Открытие, которое притягивает: новая технология производства магнитов
Открытие, которое притягивает: новая технология производства магнитов
Невидимый враг в тарелке: чем опасны микотоксины
Невидимый враг в тарелке: чем опасны микотоксины
Умные бактерии: как микрофлора кишечника управляет нашим мозгом
Умные бактерии: как микрофлора кишечника управляет нашим мозгом
Природа как лекарство: как деревья и горы успокаивают боль
Природа как лекарство: как деревья и горы успокаивают боль
Небесный дуэт: две звезды, которые перевернули представление о радиосигналах
Небесный дуэт: две звезды, которые перевернули представление о радиосигналах

Новости компаний, релизы

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
Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Протоны, нейтроны и наночастицы: как наука помогает онкологии