Ученые выяснили, что органеллы ядерных клеток растут не непрерывно, а стохастическими скачками. Такой механизм позволяет клетке поддерживать размер органелл в определенном допустимом диапазоне и изменять его в случае изменения условий окружающей среды. Результаты исследования важны как для биоинженерных приложений, так и для понимания биогенеза болезней.
© Shutterstock
Эукариотические клетки отличаются от прокариотических наличием ядра: именно из таких клеток состоят животные, растения и грибы. Кроме ядра, они содержат множество других органелл, выполняющих разнообразные функции. Размеры органелл должны быть достаточно изменчивыми, чтобы позволить клеткам расти или уменьшаться в зависимости от условий окружающей среды, но при этом поддерживаться в определенных пределах.
Теперь физики из Вашингтонского университета в Сент-Луисе (США) провели эксперименты, показавшие, что эукариотические клетки могут контролировать колебания размеров своих органелл. Ученые теоретически предсказали универсальное масштабное соотношение, которому подчиняются размеры органелл. Исследование предполагает, что они растут случайными всплесками из ограниченного набора имеющихся у клетки строительных блоков. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Исследование показало, что рост органелл — вовсе не упорядоченный процесс, а стохастические всплески. Причем эти всплески ограничивают точность, с которой клетка может контролировать размер своих органелл, а также поддерживают разнообразие размеров в некотором диапазоне.
Ранее ученые обнаруживали определенные молекулярные факторы, регулирующие размеры органелл. Однако описываемое исследование дает новое понимание принципов, лежащих в основе контроля размера органелл. В качестве модельного организма авторы использовали дрожжи, и теперь они ждут возможности изучить другие виды и типы их клеток.
По мнению исследователей, выявленный принцип един как для клеток дрожжей, так и для человеческих. Но молекулярные механизмы, контролирующие частоту и силу этих всплесков, еще предстоит установить. Эти паттерны могут подсказать, как лучше использовать сборку органелл для биоинженерных приложений, а также выявлять дефекты в биогенезе органелл, наблюдающиеся при различных болезнях, подытожили ученые.
