Среда 17 сентября 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
В Польше обнаружен крупный клад из нескольких тысяч монет В Польше обнаружен крупный клад из нескольких тысяч монет Неподалёку от деревни Сверщув в Люблинском воеводстве на востоке Польши было сделано замечательное археологическое открытие. Краевед, вооружённый металлоискателем, обнаружил огромный клад монет XVII века, насчитывающий, по оценкам, около 5000 медных…
Фундамент крупного еврейского центра обнаружен на юге Германии Фундамент крупного еврейского центра обнаружен на юге Германии Археологи обнаружили давно утраченные руины одного из важнейших средневековых еврейских центров на юге Германии. Раскопки на Капелленплац в Ротенбурге выявили фундамент первой синагоги города, построенной около 1180 года, что дает…
ДНК денисовцев может сделать некоторых людей устойчивыми к малярии ДНК денисовцев может сделать некоторых людей устойчивыми к малярии Когда наши доисторические предки скрещивались с денисовцами, они, возможно, переняли некоторые чрезвычайно полезные гены, которые продолжают приносить пользу нашему здоровью и сегодня. Согласно новому исследованию, некоторые популяции людей могут даже…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 87 украинских беспилотников МО: за ночь над регионами России сбили 87 украинских беспилотников Силы ПВО за ночь уничтожили и перехватили 87 украинских беспилотников над регионами России, сообщили в Минобороны РФ. "В течение прошедшей ночи с 23:00 до 06:00 мск дежурными средствами ПВО уничтожены…
Гладков: при атаке БПЛА на село Белгородского района погиб житель Гладков: при атаке БПЛА на село Белгородского района погиб житель Мужчина погиб при атаке дрона Вооруженных сил Украины на село Лозовое Белгородского района, сообщил в своем Telegram-канале губернатор региона Вячеслав Гладков. "В результате очередного террористического удара со стороны ВСУ погиб…
В Новосибирске задержали женщину, подозреваемую в подрыве Транссиба В Новосибирске задержали женщину, подозреваемую в подрыве Транссиба Силовики задержали в Новосибирске гражданку России, подозреваемую в диверсии на участке Транссибирской магистрали по заданию украинских спецслужб, надеявшуюся получить вознаграждение женщину заключили под стражу, сообщает ЦОС ФСБ РФ. "Федеральной службой…
Тема дня
Власти отказывают полякам в праве на симпатию к России Власти отказывают полякам в праве на симпатию к России

Польский премьер Дональд Туск сделал неожиданное заявление: по его словам, в стране растут пророссий...

Фото
Доисторические люди делали ожерелья из морских моллюсков 20 000 лет назад Доисторические люди делали ожерелья из морских моллюсков 20 000 лет назад

В пещерах на юге Испании были воссозданы ожерелья, относящиеся к верхнему палеолиту, причём некоторы...

Опрос

Когда закончится СВО?

 

Анекдот дня

Канцлер Германии Мерц вознамерился экономически истощить Россию, а для начала решил потренироваться на Германии.

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.

Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. 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)".