Современная биология достигла глубокого понимания работы клеток, но механизмы правильного сбора и роста клеточных структур в большей степени остаются тайной. Теперь ученые из университета Принстона, возможно, нашли ответ в динамическом скоплении молекул внутри клеток. Эта структура известна как нуклеолус, и под микроскопом она видна в виде групп маленьких черных точек, совсем как семена мака на сдобной булке. Первичная функция нуклеолуса — произвести рибосомы, молекулярные механизмы, которые крайне важны для роста клетки. Исследователи задались простым вопросом: становятся ли нуклеолусы больше с ростом содержащих их клеток? «Мы подумали: основаны ли сборка и функция нуклеолуса на размере клетки?», сообщил ведущий исследователь Клиффорд Брэнгуинн, доцент химического и биологического инжиниринга. „Если это так, то нуклеолус способен предоставить механизм обратной связи для регулирования клеточного роста“. Предел клеточного роста, а также то, как клетки «выбирают» свой конечный размер, долгое время является открытым вопросом для биологов. Клетки с распространенной функцией — мышечные, нервные и т.д. — достигают однородного размера, однако как они это делают, не известно. Механизм, с которым клетки выполняют эту функцию, и пути, по которым этот процесс проходит со сбоем, также играют важную роль во многих типах заболеваний, включая различные формы рака. «Известно, что нуклеолус стимулирует рост клетки», сказал Брэнгуинн. „Возможно, существуют простые биофизические правила, которые напрямую связывают нуклеолус и его функции с размером клетки, позволяя нуклеолусу знать клеточный размер“. Нуклеолус — одна из множества органелл клетки. Эта структура работает подобно органу в человеческом организме. Если более точно, нуклеолус известен как тело РНК-белка — класс органелл, которые не имеют четких границ, которые отделяли бы их от окружающей жидкой протоплазмы. Ранее Брэнгуинн установил, что эти структуры ведут себя как вязкие жидкие капли — подобно каплям масла в воде. Работа исследователя предполагает, что эти жидкоподобные структуры собираются в процессе фазового перехода (этот же механизм запускает конденсацию капель росы на траве). Прежняя работа группы привела к анализу того, приведет ли повышенная концентрация клеточного вещества к фазовому переходу, который монтирует нуклеоли. Если так, это позволит регулировать размер клеток: маленькие клетки с высокой концентрацией вещества смогли бы легко собирать нуклеоли, однако как только клетка выросла бы слишком крупной, нуклеоли расформируются, и рост прекратится. «Это похоже на изготовление леденца из сахарного раствора», пояснил Брэнгуинн. „Если слишком сильно развести раствор, леденец не получится“. Брэнгуинн и постдок Стефани Вебер протестировали гипотезу в ходе ряда экспериментов, используя эмбрион нематоды. В статье, опубликованной в издании Current Biology, исследователи подробно пояснили, как они применили технику РНК-интерференции для увеличения или уменьшения размера клеток, а затем проанализировали эффект на собрании нуклеолей. «Мы использовали некоторые полезные особенности червя, которые позволили нам изменять концентрацию всех нуклеолярных компонентов, просто меняя размер клетки», сказала Вебер. Ученые смогли получить математическую модель, основанную на физике фазовых переходов, которая объясняет изменение размера. В модели они показали, что собрание и размер нуклеоли основаны на двух факторах: первый — концентрация клеточного вещества, связанная с размером клетки, а второй — энергия взаимодействий между молекулами в клетке, которая определяет концентрацию насыщения фазового перехода. Модель объясняет, почему нуклеоли не собираются в некоторых клетках, и почему вырастают больше или меньше в разных клетках. 03.03.2015 |
Биосфера
Journal of the AChemSociety: Синтетика вызывает хаос в первичном бульоне | |
Наше тело состоит из триллионов различных... |
Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному | |
Исследователь из Мельбурнского университе... |
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали | |
Болтливые белки, очаровательные нутрии и ... |
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад | |
По мнению исследовательской группы под ру... |
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет | |
Микросателлиты — ценный инструмент ... |
Current Biology: У бенгальских кошек в ДНК лишь несколько процентов от леопарда | |
Если вы задаетесь вопросом, кому принадле... |
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах | |
Тропические бабочки Heliconius хорошо известны... |
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи | |
Более 90% коммерчески доступных каротиноидов п... |
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком | |
Некоторые цецилии выкармливают своих детенышей... |
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды | |
В новом исследовании неврологи показали, как&n... |
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки | |
Бурые медведи, добывающие пищу на полуост... |
FEARC: Археологи используют фундук для реконструкции древних лесных массивов | |
Если бы мы могли встать на мест... |
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции | |
Самый обширный анализ такого рода показывает, ... |
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству | |
Размножение гигантских морских пауков в А... |
Ученые намерены глубже понять жизнь на Земле благодаря имиджеомике | |
Имиджеомика, новая область науки, за посл... |
Palaeontology: Древнейшая ископаемая рептилия из Альп оказалась подделкой | |
Окаменелость возрастом 280 млн лет, котор... |
Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак | |
Крошечный корень растения толщиной не бол... |
Nature: Как плодовые мушки управляют навигационной системой мозга | |
Когда мы идем по улице, у нас&n... |
Переселенные овсянки со временем разучивают все песни, необходимые для выживания | |
Птенцы певчих птиц, переселенные в рамках... |
Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый | |
Козы могут отличить счастливого человека от&nb... |
Маленькие-то какие хорошенькие! Ученые впервые увидели новорожденную белую акулу | |
Вы удивитесь, но большие белые акулы, сов... |
Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса | |
Всем живым существам необходим сон. Когда люди... |
Scientific Reports: Перья у динозавров могли появиться как средство запугивания | |
Небольшие всеядные и насекомоядные диноза... |
СПбГУ: Вот почему сальмонелла по-разному заражает животных, насекомых и растения | |
Ученые СПбГУ с коллегами провели исследов... |
FEM: Ученые предлагают сушить живые деревья ради сохранения биоразнообразия | |
Экологам давно известно, что мертвые дере... |
EEH: Ученые призвали не игнорировать влияние кожного микробиома на здоровье | |
Эпидермальные микроорганизмы, жизненно важные ... |
Royal Society Open Science: Ученые выяснили, как акулы-молотилки лупят хвостом | |
Подобно Индиане Джонсу с его хлыстом... |
Current Biology: Одомашнивание растений влияет на их микробиом | |
Новое исследование, проведенное под руков... |
Journal of the Geological Society: В окаменелостях нашли ключевые следы эволюции | |
Исследование, проведенное под руководство... |
Current Biology: Созданы дрожжи, питающиеся светом | |
Возможно, вы знаете дрожжи как орган... |