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

ESCMID: Ученые разрабатывают иммунотерапию для борьбы с туберкулезом
ESCMID: Ученые разрабатывают иммунотерапию для борьбы с туберкулезом

Некоторые методы иммуноукрепляющей терапии уже...

Brain Injury: После сотрясения мозга детям сложнее заводить друзей
Brain Injury: После сотрясения мозга детям сложнее заводить друзей

Почти четверть американских детей с симпт...

eLife: Смертоносная бактерия-вампир жаждет человеческой крови
eLife: Смертоносная бактерия-вампир жаждет человеческой крови

Одни из самых смертоносных бактерий в&nbs...

New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз

По данным нового крупного исследования, провед...

JAMA: Скрининг PSA незначительно влияет на смертность от рака простаты
JAMA: Скрининг PSA незначительно влияет на смертность от рака простаты

Крупнейшее на сегодняшний день исследован...

Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо

Используя современные методы тканевой инженери...

Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека

Чуткие носы собак способны распознать ранние п...

Cancer: Риск развития рака зависит от метаболического синдрома
Cancer: Риск развития рака зависит от метаболического синдрома

Новое исследование показывает, что люди с...

Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста

Мигрирующие нейроны обладают конусом роста, ко...

Cell: Открыта новая роль нейтрофилов в борьбе с раком
Cell: Открыта новая роль нейтрофилов в борьбе с раком

В исследовании, опубликованном в журнале ...

IEEE: Экзоскелет поможет перенесшим инсульт вернуться к нормальной жизни
IEEE: Экзоскелет поможет перенесшим инсульт вернуться к нормальной жизни

Портативное роботизированное устройство, котор...

NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний
NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний

Новое исследование, проведенное группой ученых...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Неоднородная мягкость тел позволяет создавать более мягкие аморфные материалы
Неоднородная мягкость тел позволяет создавать более мягкие аморфные материалы
Многокомпонентная липидная эмульсия улучшает развитие мозга у недоношенных детей
Многокомпонентная липидная эмульсия улучшает развитие мозга у недоношенных детей
Ученые впервые количественно оценили пробелы в удалении углерода
Ученые впервые количественно оценили пробелы в удалении углерода
Frontiers in Bee Science: Жара мешает шмелям полноценно размножаться
Frontiers in Bee Science: Жара мешает шмелям полноценно размножаться
Nature: Орангутан первым среди животных лечился припаркой из целебных трав
Nature: Орангутан первым среди животных лечился припаркой из целебных трав
Computers in Human Behavior: Активны в соцсетях — активны и в оффлайне
Computers in Human Behavior: Активны в соцсетях — активны и в оффлайне
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения

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