Специалисты МФТИ исследовали процесс фазового разделения жидкостей в клетках и предположили, что в ходе него внешний сигнал передаётся внутрь клетки.
Помимо «классических» органелл, отделённых от остального внутриклеточного пространства липидными мембранами, и различных не имеющих мембран внутриклеточных включений, существуют и безмембранные органеллы — клеточные тела, представляющие собой капли жидкости, которые образуются в ходе фазового разделения. Известно, что этот процесс происходит в результате слабых взаимодействий полимеров, однако он до сих пор мало изучен. Между тем нарушения фазового разделения жидкости приводят к возникновению различных патологий, в том числе деменции, болезней Альцгеймера и Паркинсона, а также бокового амиотрофического склероза.
В своей статье учёные МФТИ кратко описывают принципы фазового разделения в живых клетках, а также выдвигают предположение, что с помощью этого процесса клетка получает сигналы об изменении внешних условий. Исследователи построили теоретическую модель, согласно которой фазовое разделение жидкости запускает цепочку других процессов: перераспределение липидов, приводящее к фазовому разделению белков, которые также могут активировать и останавливать другие внутриклеточные биохимические процессы.
«Из-за своей жидкой природы и отсутствия мембран клеточные тела, образованные разделением фаз, могут быстро обмениваться молекулами с окружающей средой, а также быстро образовываться и распадаться в ответ на различные сигналы. Разделение фаз обеспечивает сортировку белков, нуклеинивых кислот и метаболитов в клетке, ускоряет сборку метаболических и сигнальных комплексов и обеспечивает эффективный транспорт субстратов к ним», — поясняет Семён Нестеров, научный сотрудник лаборатории старения и возрастных нейродегенеративных заболеваний Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ.Учёные также отметили, что механизм не требует больших энергозатрат со стороны клетки, что позволяет ей реагировать даже на самые небольшие внешние изменения и при этом экономить энергию при транспорте молекул. Возможно, на механизме фазового разделения основана ранее неизвестная система передачи сигналов внутри клеток.
Фото: Wiki
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.