Вторник 21 октября 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
Дышите глубже: специалисты объяснили, чем полезны такие вдохи Дышите глубже: специалисты объяснили, чем полезны такие вдохи Более половины недоношенных детей страдают от респираторного дистресс-синдрома. Лёгкие у них ещё не полностью сформировались и не способны вырабатывать достаточно жидкости, снижающей поверхностное натяжение. В итоге часть альвеол схлопывается, лёгкие…
В Европе обнаружена ранее неизвестная доисторическая охотничья архитектура В Европе обнаружена ранее неизвестная доисторическая охотничья архитектура Археологи совершили потрясающее открытие, которое переосмысливает наше представление о доисторической Европе: они обнаружили монументальные каменные мегасооружения для охоты, скрытые в Адриатическом море, в Словении и Италии. Эти огромные сооружения, простирающиеся…
Научный прогноз ученых о крахе цивилизации в XXI веке был сделан в 1972 году Научный прогноз ученых о крахе цивилизации в XXI веке был сделан в 1972 году В 1972 году группой исследователей из Массачусетского технологического института была разработана статистическая модель, показавшая: погоня за экономическим ростом без учета экологических и социальных издержек, к середине XXI века приведет к …
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над Россией сбили семь украинских дронов МО: за ночь над Россией сбили семь украинских дронов Силы ПВО за ночь сбили семь украинских БПЛА над Крымом, Ульяновской, Липецкой и Брянской областями. Об этом сообщили в Минобороны России. В ведомстве уточнили, что в течение прошедшей ночи дежурные…
Гладков: в Белгородской области при атаке ВСУ на сельхозпредприятие погибли два человека Гладков: в Белгородской области при атаке ВСУ на сельхозпредприятие погибли два человека Украинский беспилотник атаковал сельхозпредприятие в селе Ясные Зори Белгородской области, два человека погибли, еще один получил осколочные ранения. Об этом сообщил губернатор региона Вячеслав Гладков в Telegram-канале. Губернатор уточнил, что…
Кружил над городом и выкатился за ВПП. Что известно о ЧП с самолетом в Пулково Кружил над городом и выкатился за ВПП. Что известно о ЧП с самолетом в Пулково Самолет авиакомпании Azerbaijan Airlines, направлявшийся в Баку, выкатился за пределы взлетно-посадочной полосы аэропорта Пулково, где он сел по техническим причинам. Из находившихся на его борту пассажиров и членов экипажа никто…
Тема дня
Как спецназ Британии воюет против России Как спецназ Британии воюет против России

«На прямое военное столкновение у Великобритании нет сил, поэтому она действует, во-первых, чужими р...

Фото
Люди, любящие фильмы ужасов, склонны проявлять определенные черты характера Люди, любящие фильмы ужасов, склонны проявлять определенные черты характера

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Cureus, любимые киножанры студентов колледже...

Опрос

Как вы оцениваете риск возникновения военного конфликта в Молдавии и Приднестровье?

 

Анекдот дня

Севастополь - самый европейский из всех европейских городов. Именно здесь находятся английское, немецкое, французское, турецкое и даже итальянское кладбища, на которых покоятся те, кто когда-то усомнился в том, что Крым наш.

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)".