Международная команда ученых создала липосому, подобную живой клетке. Она может улавливать концентрацию химических веществ вокруг себя и двигаться по направлению к ним с точностью, зависимой от количества пор в мембране. В будущем новые липосомы помогут лучше понять механизм движения клеток по химических веществам и их эволюцию в более сложные структуры. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Движение клеток является неотъемлемой частью многих биологических процессов и ключевым этапом эволюции организмов. Клетки используют разные виды передвижения, и один из них — хемотаксис. В этом процессе клетки ориентируются по химическому следу, благодаря которому организм может быстро реагировать на опасные сигналы или питательные вещества.
Международная команда ученых решила исследовать, как работает хемотаксис на самой простой структуре, подобной клетке. Они взяли липосому — сферический пузырек из жира — и поместили в нее глюкозооксидазу и уреазу, расщепляющие глюкозу и мочевину соответственно. Снаружи исследователи добавили на пузырек мембранный пористый белок, пропускающий молекулы внутрь и наружу липосомы.
Затем команда проследила за движением липосомы. Благодаря обмену веществ через поры и тому, что ферменты продолжали оставаться внутри частицы, вокруг нее образовалась разница в концентрации химических веществ. Так реакция шла быстрее, около липосомы появлялась химическая асимметрия, и она начинала двигаться туда, где химического вещества было больше, словно пузырек был лодкой, а поры и фермент — ее двигателем и навигационной системой.
Чтобы понять поведение популяции липосом в целом, ученые проанализировали движение более 10 тысяч пузырьков по микроканалам с градиентами глюкозы и мочевины. Они отследили траектории движения везикул с разным количеством пор в мембране и пришли к выводу, что пузырьки с большим числом пор двигались строго по направлению к источнику вещества.
Исследование подтвердило, что направленное движение — один из фундаментальных процессов жизни — можно реализовать без сложных молекулярных машин. В будущем возможность воссоздать естественные процессы в простых моделях поможет ученым лучше понять, как клетки способствовали своей эволюции в более сложные структуры.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
