Неизменная вязкость клеток
Учёные из Института физической химии Польской академии наук (IPC PAS) обнаружили, что, несмотря на постоянные внутренние изменения, вязкость цитоплазмы в живых клетках остаётся неизменной на протяжении всего клеточного цикла. Этот неожиданный результат может иметь значение для разработки новых методов диагностики и терапии.
Неожиданное постоянство
Интуитивно кажется, что вязкость, связанная с соотношением воды и биологических молекул, должна меняться во время ключевых процессов, таких как деление клетки. Однако измерения методом флуоресцентной корреляционной спектроскопии (FCS), проводившиеся каждые полчаса на протяжении всего ~24-часового цикла, показали постоянство этого параметра.
- Сложность измерений: Процесс был трудоёмким, так как требовал синхронизации клеток и непрерывных измерений в течение всего цикла, включая ночное время.
- Универсальность: Постоянная вязкость наблюдается в клетках разных тканей, например, лёгких и печени.
Значение постоянной вязкости
Постоянство параметра указывает на его важность для клетки и наличие активного механизма регуляции. Размер клеток в популяции может различаться в 10 раз, но вязкость остаётся стабильной.
- Роль в биохимии: Вязкость среды критически важна для биохимических процессов — чем она выше, тем сложнее частицам встретиться для реакции.
- Критический порог: Ранее было показано, что увеличение вязкости всего в 6 раз достаточно для полной остановки активного транспорта в клетке (Sozański et. al., Phys Rev Lett 2015). Клетка должна поддерживать стабильность, чтобы избежать разбалансировки системы.
Потенциальные приложения
Открытие открывает возможности для будущих терапевтических стратегий, основанных на физических, а не только биохимических принципах.
- Против рака: Терапевтические агенты, целенаправленно повышающие вязкость в раковых клетках, могли бы ингибировать их жизненные процессы.
- Нейродегенеративные заболевания: Учёные предполагают, что такие болезни, как Паркинсон или Альцгеймер, могут быть связаны с локальным повышением вязкости в клетках. Компенсация этого изменения могла бы стать новым подходом к лечению.
Дальнейшие исследования
Следующий шаг — изучение изменения вязкости во время гибели клетки, чтобы определить, является ли это изменение причиной или следствием процесса.