Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры

У всех представителей животного царства есть жизненно важные интерфейсы между внешними слоями их тела и окружающей средой. Известно, что замысловатые микроскопические структуры, например, на внешних слоях кожи человека, собираются в матриксы.

Но как эти сложные структуры, известные как апикальные внеклеточные матриксы (aECMs), собираются в тщательно сплетенные архитектуры, оставалось неуловимым вопросом.

Теперь, после нескольких лет исследований и с помощью технологически продвинутого инструмента, ученые Калифорнийского университета в Сан-Диего разгадали основы таких матриксов у крошечной нематоды. Круглый червь Caenorhabditis elegans широко изучается уже несколько десятилетий благодаря своей прозрачной структуре, которая позволяет исследователям заглядывать внутрь его тела и изучать его кожу.

Опубликовав статью в журнале Nature Communications, исследователи Школы биологических наук расшифровали сборку узоров AECM в круглых червях на наноуровне. Мощный микроскоп со сверхразрешением помог обнаружить ранее невидимые узоры, связанные с колоннами, известными как распорки, которые являются ключом к правильному развитию и функционированию aECM.

Струны похожи на крошечные столбики, которые соединяют различные слои матрикса и служат своеобразными строительными лесами, — говорит Эндрю Чисхолм, профессор Школы биологических наук и старший автор работы.

Хотя круглые черви служат модельным организмом для лабораторных исследований благодаря своему простому, прозрачному телу, под поверхностью они имеют сложную архитектуру. Кроме того, они имеют около 20 000 генов, что не сравнится с количеством генов человека, и поэтому позволяют изучать структуру и функции более совершенных организмов.

Сфокусировавшись на экзоскелете круглых червей, известном как кутикула, исследователи обнаружили, что дефекты в распорках приводят к неестественному разбуханию слоя, или «волдырям». Внутри кутикулярного слоя исследование сосредоточилось на коллагенах, которые являются наиболее многочисленным семейством белков в нашем организме и помогают удерживать телесные материалы в соединенном состоянии.

Коллагены удерживают вместе важнейшие слои, — говорит Чисхолм.

Без них слои расходятся и вызывают такие заболевания, как волдыри. У мутантов с волдырями вы не увидите никаких распорок.

Обычные лабораторные приборы раньше делали снимки струн без детализации, что часто приводило к появлению неопределенных пятен. Но благодаря лаборатории доцента биологических наук Андреаса Эрнста они получили доступ к передовому оборудованию, известному как 3D-структурированная микроскопия со сверхразрешением (3D-SIM), которое позволило сфокусировать струны и более точно определить их функции. Затем исследователи смогли разгадать наноразмерную организацию стоек и ранее не документированные уровни узорчатости в кутикулярном слое.

Мы могли точно видеть, куда эти белки попадают в матриксе, — заключает Чисхолм.

Потенциально это парадигма того, как матрикс собирается в очень сложные структуры и очень замысловатые узоры.

24.12.2023


Подписаться в Telegram



Нано

ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик
ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик

Исследователи из Токийского столичного ун...

Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды
Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды

Новое исследование физики вибрирующих нанопузы...

Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной
Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной

Патогенный потенциал вдыхания инертных волокни...

Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения
Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения

Нейродегенеративными заболеваниями, такими как...

Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод
Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод

Исследовательская группа, состоящая из со...

LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах
LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах

Перовскитовые материалы по-прежнему вызывают б...

Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры
Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры

У всех представителей животного царства есть ж...

PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей
PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей

Исследование, проведенное докторантом Пабло С....

Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц
Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц

Самодвижущиеся наночастицы потенциально могут ...

Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона
Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона

Нанопластики взаимодействуют с особым бел...

Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл
Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл

Наноинженеры создали квазикристалл &mdash...

Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе
Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе

Исследователи показали, что принципы рабо...

Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь
Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь

Высокотемпературное пламя используется для&nbs...

Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками
Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками

Инженеры разработали наноразмерные татуировки&...

Ученые обнаружили нанороботов в живой ткани
Ученые обнаружили нанороботов в живой ткани

Самое удивительное, что они там, каж...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо

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