Жидкий заказ: Жидкость самоорганизует в структуру, которая управляет ростом клеток, здоровьем

За прошлые несколько лет среди волнения исследования Клиффорд Брэнгвинн Принстона и коллеги обнаружили, что nucleolus ведет себя как жидкость с консистенцией меда. Все же так или иначе эта биологическая капелька поддерживает комплекс, разделил внутреннюю структуру. Брэнгвинн, доцент химической и биологической разработки, и другие исследователи ломал голову, как такой подобный жидкости объект мог развивать устойчиво разделенные слои, вместо того, чтобы просто соединиться в однородный шарик.

Новое исследование Brangwynne, его студентов и их сотрудников представляет решение парадокса nucleolar собрания и внутренней организации. Их работа, опубликованная онлайн 19 мая 2016 в Клетке, показывает, что учредительные белки и РНК nucleoli спонтанно собирают себя в три отличных, жидких слоя благодаря их отличающимся свойствам, таким как поверхностное натяжение и вязкость. Скорее как то, как нефть и вода могут сосуществовать все же, остаются отдельными, nucleolus развивает жидкие подотделения, которые позволяют его критические функции. Это понимание формы и функции nucleolu могло в конечном счете указать на новые способы лечить заболевание.

«Чтобы получить выложенную слоями особенность, архитектура ‘основной раковины’ nucleolus, все, что Вы должны сделать, смешать правильные молекулы вместе при достаточных концентрациях», сказала автор co-лидерства исследования Марина Ферик, аспирант в химической и биологической разработке.«Мы обеспечили биофизический механизм для структуры nucleolus, который автоматически появляется из коллективного поведения несмешивающихся жидкостей», сказал другой автор co-лидерства исследования, Нилеш Вэйдья, Постдокторант Хелен Хэй Уитни в лаборатории Брэнгвинна.

Brangwynne и коллеги ранее показали, что много других органоидов помимо nucleolus также отделены от фазы жидкие капельки РНК и белка. Существующие результаты указывают на то, как эти органоиды, все из которых испытывают недостаток в очевидном разделении, предлагаемом мембранами, могут, тем не менее, показать запутанную архитектуру, скроенную для их клеточных обязанностей.«Основные свойства жидкостей диктуют, какие компоненты nucleolus находятся на внутренней части и внешней стороне», сказал Брэнгвинн. «Так как основные принципы, лежащие в основе этого эффекта, наблюдаются даже в неживых состояниях вещества, мы думаем, что эта физическая картина относится ко многим органоидам в клетках».

Другие соавторы Принстона на исследовании – аспирант Лянь Чжу и юниор Тиффани Ричардсон, оба в Soft Living Matter Group Брэнгвинна. Другие авторы включают: Тайлер Хармон и Рохит Пэппу из Университета Вашингтона в Сент-Луисе; Диана Митреа и Ричард Криуоки из Научно-исследовательского госпиталя Св. Джуда, Мемфис. Финансирование для исследования было обеспечено частично Национальным научным фондом, Национальными Институтами Здоровья, Национальным Онкологическим институтом и Фондом Хелен Хэй Уитни.

Исследователи исследовали nucleoli, проведя эксперименты с очищенными nucleolar белками, а также живя яйцеклетки лягушки, круглые черви и культивируемые клетки, плюс некоторое компьютерное моделирование.Работа над яйцами лягушки – возглавленный Feric – использовала в своих интересах то, что яйца обладают многократным, большим nucleoli, ослабляя наблюдение и манипуляцию органоида. В этих яйцах nucleoli обычно не входят в контакт из-за упругой сети актина.

Feric вывел их в фармакологическом препарате, чтобы расщепить актин, позволив nucleoli связываться друг с другом, и наблюдал их плавкий предохранитель содержания, во многом как то, как две капельки воды соединяются в большее снижение. Анализируя эти события сплава, исследователи чесали отличающиеся биофизические свойства для соответствующих nucleolar слоев.Между тем основанная на белке работа лаборатории, во главе с Vaidya, нашла, что капельки двух главных nucleolar белков, назвал FIB1 и NPM1, не смешается друг с другом как однородная жидкость. Вместо этого потому что поверхностное натяжение FIB1 было выше, чем NPM1, первый стал охваченным последним, точно подражая nucleolar структуре, замеченной в живых клетках.

Как демонстрация этого явления, исследователи также создали подобные многофазные снижения – жидкости, включенные в других жидкостях – использующий растительное масло и силиконовую нефть в воде.В целом данные ловко объясняют, как отдельные подотделения nucleolus устраиваются друг в друге, несколько как российская матрешка или «гнездящаяся» кукла.«Это исследование очень важно и увлекательно», сказал Стив Микник, биофизический химик в Университете Монреаля, который не был вовлечен в исследование. «Это устанавливает и что подорганизация nucleolus следует из одного отделенного от фазы тела, окутывающего другого, и объясняет физическую взаимозависимость между каждым телом и средой, который приводит к этой договоренности».Для nucleolus эта слоистая форма следует за функцией.

Недавно сделанные молекулы РНК проистекают из ядра органоида в середину, тогда внешние компоненты, получая модификации, как они делают так, как будто на сборочном конвейере. Как фабрика, nucleoli производят в большом количестве эти биты РНК, которые после отъезда nucleolus в конечном счете вступают в цитоплазму клетки и соединение, чтобы сформировать структуры, названные рибосомами. Фабрики самостоятельно, эти рибосомы производят клетки много тысяч белков.Вне создания рибосом nucleolus в последнее время появился в качестве центра для координирования клеточного роста, помощи отрегулировать клеточное деление и даже урегулирование выбора времени самоуничтожения клетки в реакции подчеркнуть или повредить.

Учитывая эту центрированность, nucleolus также все больше и больше признается за роли в болезни. Например, во время определенных болезней, nucleoli может потерять часть их нормальной ликвидности. Если дефектные nucleoli становятся более волокнистыми, выводя плавное течение из равновесия РНК через их палаты, это могло способствовать болезням сердца и неврологическим болезням.

Другое серьезное заболевание nucleoli число заметно в является раком. В злокачественных клетках угнанные nucleoli перепроизводят белки, чтобы питать неконтролируемые, быстрые подразделения. Онкологи обычно агрессивность раковых клеток сорта частично на степени их деформированного и вздутого nucleoli.Дальнейшее понимание нормального расположения nucleoli, поскольку новое исследование Клетки обеспечивает, таким образом поможет в оценке органоида как многообещающая терапевтическая цель наркотиков в ближайшем будущем.

Brangwynne также надеется, что понимание nucleolar структура основной раковины сообщит продолжающимся исследованиям его лаборатории в другие пропущенные органоиды без мембран, как гранулы напряжения, p-тела и тела Cajal. Хотя эти структуры едва поднимаются в учебниках биологии, недавняя работа предложила, чтобы они также играли ключевые роли и в физиологии клетки и во многих болезнях, включая болезни скопления, такие как болезнь Альцгеймера и амиотрофический боковой склероз (ALS).«Это исследование очень увлекательно для нас», сказал Брэнгвинн. «Удивительно, как сложные структуры как nucleolus могут самоорганизовать, на основе относительно простых физических принципов.

Мы надеемся, что есть также простота, основная, как такая организация может спутаться при болезни».


Назад

Государство американского здравоохранения доказывает, что выполнение Универсального медицинского страхования не связано с богатством страны

Далее

Стоимость лечения диабета 1 типа могла повыситься значительно

9 комментариев

  1. Стрельникова Татьяна Иларионовна

    черкни может секта какая

  2. Shadowconjuror

    Давно пора. Петя – место!

  3. Huswyn

    ты смотри тебе даже укрупнили картинку

  4. Majin

    а еще у асадовских бармалеев повстанцы отбили Саракиб. там как раз 2 главные дороги Сирии сходятся

  5. Zusida

    в рашке были царь-пушка царьколокол теперь добавился царьгазопровод

  6. Цыганков Игорь Богданович

    ты ищи . это несложно

  7. Сухиха Алиса

    гундяй поделился частью антарктики с паствой

  8. Nadred

    господи, полторы тыщи страниц комментариев. Иди на работу устройся, мокша

  9. Абдулов Емельян

    какая ты глава ? так ты несильно умный

Добавить комментарий