Создание искусственных клеток для измерения потока энергии в живых системах

Живые системы определяются непрерывным потоком энергии, который необходим для физического развития, заживления ран и иммунного ответа на такие заболевания, как рак. Однако измерение потока энергии для конкретного процесса, например, генерации силы, осложняется взаимодействием более 10 000 различных видов молекулярных белков внутри каждой из наших клеток.

Ученые из Института системной биологии Йеля создали искусственную клетку для точного измерения потребления энергии и генерации силы в наших клетках. Работа из лаборатории Майкла Меррелла, доцента биомедицинской инженерии и физики, опубликована в Nature Communications.

Искусственные клетки содержали ключевые белки, ответственные за генерацию клеточной силы: цитоскелет, действующий как кости и мышцы в человеческом теле, завернутый во внешнюю мембрану.

Их результаты показали, что количество потребляемой энергии варьируется в зависимости от различных морфологических особенностей. Например, клетки с более толстым цитоскелетом потребляли меньше энергии, чем клетки с ветвистой архитектурой, а более длинные цитоскелеты создавали увеличенную силу.

Выявление принципов потребления энергии углубит наше понимание биологической организации, лежащей в основе различных клеточных процессов, включая прогрессирование рака.

Первым автором исследования стал Рёта Сакамото, постдокторант лаборатории Меррелла.