Среда 02 апреля 2025 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Ученые создали «минимальную клеточную мембрану» всего из двух липидов


Ученые создали «минимальную клеточную мембрану» всего из двух липидов

Понедельник, 25 Ноября 2024 21:45

Липиды, или жиры, необходимы для жизни. Они образуют мембраны вокруг клеток, защищая их от внешнего мира. В природе существует огромное разнообразие липидов, и у каждого организма есть своя уникальная комбинация. Но каковы минимальные требования к липидам для выживания клетки?

 

Исследовательская группа из B CUBE–Center for Molecular Bioengineering в TUD Dresden University of Technology показала, что клетки могут функционировать всего с двумя липидами. Они создали клетку с минимальной, адаптивной мембраной, предлагая уникальную платформу для изучения того, как эволюционировала липидная сложность и как ее можно спроектировать для синтетической жизни. Их результаты опубликованы в Nature Communications.

 

Мембраны подобны пузырькам, которые инкапсулируют клетки и отделяют их от окружающей среды. Мембраны также служат платформами, где молекулы взаимодействуют, координируя процессы, необходимые для жизни.

 

«В природе существует огромное разнообразие липидов, и почти каждый организм имеет свой собственный набор липидов, известный как липидом. Например, в человеческих клетках используются сотни различных типов липидов», — говорит руководитель исследовательской группы Джеймс Саенс. «Тем не менее, все эти различные смеси липидов обеспечивают решения одних и тех же ключевых эволюционных задач: создание стабильного барьера и организация биомолекул в пространстве и времени. Мы хотим понять, почему эволюционировало так много различных липидов, почему они нужны жизни и как их можно использовать для создания синтетических живых систем».

 

Для своего исследования группа начала с mycoplasma mycoides, природной простой патогенной бактерии. В отличие от большинства клеток, микоплазма не может вырабатывать собственные липиды и должна вместо этого использовать те, которые предоставляет ее хозяин. Систематически дополняя клетки различными комбинациями липидов, исследователи сузили основную комбинацию, необходимую для выживания и деления.

 

Они обнаружили, что клетки могут выживать, питаясь всего двумя липидами: холестерином и другим так называемым липидом, образующим бислой, — фосфатидилхолином.

 

«Эти два липида не обязательно единственные, которые могли бы поддерживать жизнь», — говорит соавтор исследования Айзек Джастис. «Но наличие как липида, образующего бислой, который обеспечивает базовую структуру клеточной мембраны , так и липида, не образующего бислой, такого как холестерин, который добавляет стабильности, кажется фундаментальным требованием».

 

Команда наблюдала за клетками с минимальной липидной диетой под электронным микроскопом и увидела драматические эффекты в форме и размере клеток. Некоторые клетки выросли в десять раз по сравнению с обычным размером, в то время как другие образовали необычные формы и деформации.

 

«Больше всего меня удивило, — говорит Джастис, — то, что около половины клеток, содержащих всего два липида, выглядели совершенно нормальными. Они были круглыми и хорошо разделенными. Несмотря на резкое снижение сложности липидов, они продолжали функционировать на удивление хорошо».

 

Достижение этой минимальной комбинации липидов было непростой задачей. Первоначальные эксперименты показали, что микоплазма могла модифицировать большую часть липидов, которыми ее кормили, преобразуя их в новые типы.

 

«Когда мы предоставили холестерин и общий двухслойный фосфолипид, клетки смогли сгенерировать из них около 30 различных липидов», — объясняет Саенс. Чтобы контролировать минимальный липидный состав, команда предоставила клеткам очень похожие липиды, но связанные с другим типом химической связи, которую клетки не смогли разрушить своими ферментами.

 

Определив минимальную липидную диету, исследователи применили ее к «минимальной клетке» под названием JVCI-Syn3A, которая была разработана в Институте Дж. Крейга Вентера, чтобы содержать только гены, необходимые для выживания. Теперь, имея как минимальный геном, так и липидом, эта клетка представляет собой мощный новый инструмент для синтетической биологии.

 

Эта минимальная клеточная система обеспечивает уникальную платформу для изучения того, как липиды поддерживают жизнь. Используя принципы синтетической биологии снизу вверх , исследователи теперь могут повторно вводить различные части липидома направленным образом и исследовать соответствующие изменения в функции клетки.

 

«Можно думать об этом как об обратном проектировании эволюции сложности липидов. Мы не обязательно воссоздаем липиды, которые присутствовали в древней жизни. Мы не могли этого сделать. Мы просто не знаем, что это такое. Вместо этого мы возвращаем сложность обратно в мембрану систематическим, пошаговым способом», — говорит Джастис.

 

«Найдя минимальные требования к липидам для живой клетки, мы теперь имеем экспериментальную платформу для понимания того, почему определенные липидные структуры эволюционировали и как они поддерживают жизнь», — говорит Саенс. «Эти знания могут однажды помочь нам разработать синтетические клетки с мембранами, изготовленными на заказ, для специальных применений в биотехнологии и медицине».

 
 

 
Николаева Мария Опубликовано в Наука   Теги Новости
Читайте также
Японские ученые испытали стволовые клетки для восстановления после паралича Японские ученые испытали стволовые клетки для восстановления после паралича Японские ученые добились значительных успехов в лечении паралича, вызванного травмами спинного мозга. Как сообщается в журнале Nature, один из участников клинических испытаний, ранее полностью парализованный, вновь смог стоять и даже…
Антарктический айсберг откололся, открыв невиданную ранее экосистему Антарктический айсберг откололся, открыв невиданную ранее экосистему Гигантский айсберг размером с Чикаго откололся от плавающего ледника в Антарктиде, и, подобно раздвижной крыше на стадионе, дрейфующая конструкция открыла скрытую среду обитания стихиям. Исследователи, работавшие на судне в этом…
Балтийский клон: ученые раскрыли тайну обширного леса водорослей Балтийский клон: ученые раскрыли тайну обширного леса водорослей В исследовании, опубликованном в журнале Molecular Ecology, ученые из Гетеборгского университета сделали сенсационное открытие в Балтийском море. Обширный лес из водорослей, протянувшийся более чем на 500 километров вдоль побережья Ботнического…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 93 БПЛА МО: за ночь над регионами России сбили 93 БПЛА Российские средства противовоздушной обороны (ПВО) за ночь перехватили и уничтожили 93 беспилотных летательных аппарата (БПЛА) над регионами РФ. Об этом сообщили в Минобороны России. "Дежурными средствами ПВО уничтожено и перехвачено…
В Таганроге сообщили об одном пострадавшем из-за атаки БПЛА ВСУ В Таганроге сообщили об одном пострадавшем из-за атаки БПЛА ВСУ Один человек пострадал после ночной атаки БПЛА на Таганрог Ростовской области. Об этом сказала глава Таганрога Светлана Камбулова. Ранее врио губернатора региона Юрий Слюсарь сообщал, что два человека получили легкие…
СК: украинские военные убили четырех жителей деревни Рубанщина в Курской области СК: украинские военные убили четырех жителей деревни Рубанщина в Курской области Четырех жителей деревни Рубанщина Курской области убили украинские боевики. Об этом ТАСС сообщила официальный представитель СК России Светлана Петренко. "В ходе расследования уголовного дела о террористическом акте (п. "б" ч.…
Тема дня
Литовское болото наглядно доказало бесполезность американских танков в Прибалтике Литовское болото наглядно доказало бесполезность американских танков в Прибалтике

В Литве после недели поисков наконец найден четвертый погибший американец – член экипажа утонувшей б...

Фото
Над Атлантикой зафиксировали объект, двигавшийся с невероятной скоростью Над Атлантикой зафиксировали объект, двигавшийся с невероятной скоростью

Весной текущего года военные США выразили серьёзную озабоченность по поводу растущего числа неопозна...

Опрос

Вы ожидаете в 2025 году прекращения огня в зоне СВО?

 

Анекдот дня

Если на других планетах есть разумная жизнь, то когда-нибудь будет и на нашей!

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

КАК ЗАРАБОТАТЬ НА ИИ ЕСЛИ ТЫ НЕ ПРОГРАММИСТ?
ПРОФЕССИИ, КОТОРЫЕ ВЫМРУТ ЧЕРЕЗ 5 ЛЕТ И ЧТО С ЭТИМ ДЕЛАТЬ?
Интересные материалы
Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-83392 от 07.06.2022, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. При использовании, полном или частичном цитировании материалов

planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с точкой зрения редакции.

На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления

информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети "Интернет",

находящихся на территории Российской Федерации)".