Наука

Біологи вперше впровадили механічний датчик в клітину ссавця

Вчені впровадили в живу клітину пристрій, який дозволить простежити за потоками у внутрішньоклітинному середовищі. Такий датчик допоможе краще вивчити роботу клітини. Можливо, завдяки цим знанням людство переможе нині невиліковні захворювання.

Дослідження описано в науковій статті, опублікованій в журналі Nature Materials групою на чолі з Ентоні Перрі (Anthony Perry) з Батського університету.

Біологи давно припускають, що потоки у внутрішньоклітиннім середовищі (цитоплазмі) — важлива частина роботи клітини. Але цей рух майже не вивчено, тому що дотепер у дослідників не було для цього відповідних інструментів.

Тепер вчені з Іспанії, Великобританії і США здійснили прорив, вперше запровадивши в клітку ссавця механічний датчик.

«Це перший погляд зсередини в такому масштабі на фізику будь-якої клітини, — стверджує Перрі. — Вперше хтось побачив зсередини, як речовина клітини переміщається і організується.»

Пристрій, який здатний відстежувати потоки внутрішньоклітинної рідини, виглядає дуже просто. Найбільше воно нагадує решітку або двосторонній гребінець. Це чотири поздовжні пластини довжиною 22 мікрометри і шириною 1,5 мікрометра кожна. Посередині вони з’єднані однією поперечною пластиною довжиною 10,5 мікрометра. Вся конструкція має товщину 25 нанометрів і складається з кремнію.

Схема мікробота, що відстежує рухи внутрішньоклітинної рідини. Ілюстрація M. Duch et al./ Nature Materials (2020).

Подібний мікробот — це свого роду павучок з вісьмома лапками. Коли це «членистоноге» виявляється всередині клітини, за рухом його «лапок» можна спостерігати в мікроскоп. А вони настільки тонкі, що згинаються і розгинаються під дією найменших потоків в навколишній рідині.

Щоб випробувати своїх «агентів», дослідники буквально посадили їх верхи на мишачі сперматозоїди і дали останнім злитися з яйцеклітинами. В результаті вийшли запліднені яйцеклітини (зиготи), всередині яких були створені вченими пристрої.

Біологи вибрали для перших експериментів зиготи, оскільки вони досягають ста мікрометрів в діаметрі, що вдесятеро більше звичайної мишачої клітини.

Спостереження в мікроскоп показали, що «павучки» справді рухалися. Їх «кінцівки» згиналися і розгиналися, відзначаючи етапи розвитку одноклітинного ембріона перед поділом.

«Іноді пристрої були розкручені і скручені силами, що перевищують навіть сили всередині м’язових клітин, — розповідає Перрі. — В інших випадках пристрою рухалися дуже слабо, показуючи, що внутрішнє середовище клітини стала спокійною.»

У цих процесах не було нічого випадкового. З моменту, коли утворюється одноклітинний ембріон, все відбувається передбачуваним чином. Фізика [розвитку ембріона] запрограмована».

Вивчення внутрішньоклітинної механіки напевно додасть важливі шматочки до величезного пазла під назвою «функціонування живої клітини». А від того, наскільки успішно він збирається, залежить як саме життя, так і успіх в боротьбі з хворобами і старінням.

Натхнення: earth-chronicles.ru

Кнопка «Наверх»
Закрыть