Биологи нашли предел обезвоживания при «сухом» стазисе
Исследователи из Университета Северной Каролины в Шарлотт (США) определили экспериментальный предел обезвоживания, препятствующий анабиозу клеток с помощью методики, известной как сухая консервация. Об этом сообщается в журнале Scientific Reports.
Сухая консервация клеток — биотехнологическая методика хранения клеточного материала при нормальной температуре окружающей среды. В отличие от криоконсервации она не требует дополнительных расходов на техобслуживание образцов при экстремально низких температурах, что теоретически позволяет снизить стоимость хранения и транспортировки клеток.
Сухая консервация заключается в осаждении клеток в разбавленном дисахариде трегалозе, который также используется в качестве пищевой добавки и при производстве косметики. Затем с помощью деликатного микроволнового нагрева из раствора испаряется вода, в результате чего трегалоза «стекленеет» и обездвиживает находящиеся в ней молекулы. В естественной среде аналогичной методикой пользуется ряд организмов, в частности артемии и тихоходки: они синтезируют сахара в ответ на неблагоприятную экологическую обстановку, оставаясь в «сухом» стазисе в течение нескольких лет.
В эксперименте ученые применили сухую консервацию на иммунных Т-лимфоцитах. При этом в процессе нагревания и осушения цитоплазмы команда старалась не допустить кристаллизации трегалозы, разрушающей мембрану и другие клеточные структуры. В результате исследователи обнаружили, что полезное обезвоживание может продолжаться до определенного момента: при снижении коэффициента массы воды к общей массе других молекул до 0,1 клетки погибали.
«Когда мы пытаемся обезвожить ядросодержащие клетки с сохранением их функциональности, то, кажется, упираемся в стену. Мы можем сушить, сушить, сушить, снижая уровень влаги все больше и больше при стабильной жизнеспособности, но после сталкиваемся с конкретным фатальным показателем», — заявила профессор Глория Эллиот.
Зафиксировать точный физический механизм умирания клеток ученым не удалось. Известно, что гибели предшествует спонтанное объединение кластеров трегалозы в единую сеть молекул. Не исключается, что именно этот переход раствора к жесткой внутренней структуре провоцирует разрушение тонких клеточных мембран. По словам Эллиот, эта гипотеза может лечь в основу дальнейших исследований в области сухой консервации.
