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

JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»

Когда молекулы облучают инфракрасным светом, о...

ACS Applied Nano Materials: Наноструктуры Au-BiFeO3 сделают планету чище
ACS Applied Nano Materials: Наноструктуры Au-BiFeO3 сделают планету чище

Потребность в устойчивых и экологичн...

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...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

В России предложили новую классификацию камней в почках по структуре и составу
В России предложили новую классификацию камней в почках по структуре и составу
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита

Новости компаний, релизы

Конференция по актуальным проблемам водоподготовки
Ученые ТПУ в составе международной коллаборации выяснили, что смертность от болезней сердца в мире снизилась на 35% за после...
ПМЭФ-2024: СПбГУ представил систему контроля на основе искусственного интеллекта
ИТ: тренды индустрии и рынка труда
Медики СПбГУ создали линию мышей для разработки новых методов лечения слепоты у человека