Ученые сделали непрозрачными человеческие клетки — Naked Science
03.06.2020
Денис Гордеев

Ученые сделали непрозрачными человеческие клетки

3.8

Белки морских моллюсков дают возможность управлять прозрачностью клеток и изучать некоторые внеклеточные структуры.

Гранулы рефлектина в клетках
Гранулы рефлектина в клетках / Gorodetsky, Chatterjee et al., Nature Communications, 2020

Биологи из Калифорнийского университета в Ирвайне смогли сделать клетки почек человека светонепроницаемыми. В этом им помог обитатель морских глубин — опалесцирующий кальмар. Благодаря наличию особых белков это существо способно менять прозрачность своего тела и тем самым спасаться от хищников.

«В течение тысячелетий люди были очарованы прозрачностью и невидимостью, которые стали источником вдохновения для философских размышлений, научно-фантастических книг и многочисленных академических исследований, — говорит Атроули Чаттерджи, ведущий автор статьи, опубликованной в Nature Communications. — Наш проект <…> направлен на разработку и конструирование клеточных систем и тканей с контролируемыми свойствами для передачи, отражения и поглощения света».

Объектом интереса Чаттерджи и его коллег стали женские особи опалесцирующих кальмаров Doryteuthis opalescens. При появлении хищника поблизости моллюски способны быстро менять цвет своих полосок на мантии с прозрачного на почти полностью белый, чем они отпугивают врага.

Опалесцирующий кальмар Doryteuthis opalescens / Alchetron

Как это происходит с биохимической точки зрения, ученые пока не знают. Известно лишь, что за смену цвета отвечает слой лейкофорных клеток, расположенный под поверхностью кожи кальмара. В клетках этого слоя содержатся особые органеллы — лейкосомы, заполненные белками-рефлектинами. В ответ на изменение концентрации солей или воздействие биохимических медиаторов рефлектины меняют свою структуру, отражая больше света, что делает клетку непрозрачной.

Ученые встроили ген рефлектина в клетки человеческих почек. Уже через сутки после внедрения генетического вектора в отдельных клетках наблюдались скопления рефлектина, собиравшегося в гранулы. Кстати, это является уникальным свойством отражающих белков: так, когда ученые заставляли те же клетки производить красный флуоресцентный белок, он равномерно распределялся по всему объему.

Демонстрация оптических свойств модифицированных клеток / Gorodetsky, Chatterjee et al., Nature Communications, 2020

Наблюдая за культурой клеток при помощи фазово-контрастного микроскопа, исследователи заметили, что клетки, в которых синтезировался рефлектин, были более контрастными на фоне субстрата, то есть стали по-другому отражать свет. Затем ученые попробовали изменить прозрачность клеток: для этого они увеличили концентрацию соли в культуральной жидкости вдвое. После такого структура светоотражающих белков поменялась — и клетки стали непрозрачными.

Исследование проведено не просто ради интереса. Изменяя прозрачность клеток, можно отслеживать их распределение в культуре и органоидах, а возможно — и в живых организмах. Также склонность рефлектинов мигрировать и собираться возле клеточной мембраны позволяет исследовать такие структуры, как экзосомы (внеклеточные пузырьки, выделяемые мембраной в межклеточное пространство).

Ранее мы писали о том, зачем змеям нужен замысловатый камуфляж в виде узора на спине, и что стеклянным лягушкам обеспечивает прозрачная кожа.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 14:06
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

Позавчера, 15:26
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: