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

EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь

Группа ученых из Университета Нагоя, Япон...

Frontiers in Bee Science: Жара мешает шмелям полноценно размножаться
Frontiers in Bee Science: Жара мешает шмелям полноценно размножаться

В результате климатического кризиса глобальное...

Journal of the AChemSociety: Синтетика вызывает хаос в первичном бульоне
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
Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному

Исследователь из Мельбурнского университе...

New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад

По мнению исследовательской группы под ру...

Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах

Тропические бабочки Heliconius хорошо известны...

Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды

В новом исследовании неврологи показали, как&n...

Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки

Бурые медведи, добывающие пищу на полуост...

Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак
Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак

Крошечный корень растения толщиной не бол...

Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый
Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый

Козы могут отличить счастливого человека от&nb...

Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса
Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса

Всем живым существам необходим сон. Когда люди...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
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
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
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: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит

Новости компаний, релизы

Ученые ТПУ выяснили, что заболевания ЦНС за последние 30 лет вышли на первое место по влиянию на здоровье населения
Физики СПбГУ и Института проблем машиноведения РАН улучшили ударопрочные характеристики нержавеющей стали
КВЗ принимает заявки на целевое обучение в проект «Крылья Ростеха»
В Петербурге снизилось количество разрушающих озоновый слой газов
Синергия виртуального сервера и облака: преимущества облачных VPS и VDS