Клетки используют сахара для общения на молекулярном уровне

Исследователи из Пенсильванского университета под руководством Вирджила Перчека разработали новый метод изучения синтетических клеток, который позволил выяснить ключевую роль молекул сахаров в межклеточной коммуникации. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Проблема изучения клеток

Традиционные методы, такие как дифракция, требуют разрушения клеток для изучения отдельных частей (например, белков), что не позволяет анализировать клетку как целое. Методы вроде флуоресцентной микроскопии, хотя и работают с целыми клетками, не дают высокого разрешения.

Новый метод: атомно-силовая микроскопия

Используя инженерные синтетические клетки в качестве модели, группа Перчека применила атомно-силовую микроскопию. Этот метод генерирует сканы с чрезвычайно высоким разрешением (менее нанометра), выявляя формы и структуры на поверхности целых клеток. Затем исследователи построили модель, вычисляющую, как эти структурные изображения соотносятся с функцией клетки.

Ключевое открытие о роли сахаров

Это первый пример дифракционно-подобного метода, применимого к целым синтетическим клеткам. С его помощью было обнаружено, что сахарные молекулы служат «каналами», которые клетки и белки используют для взаимодействия. Исследование показало: более низкая концентрация сахаров на поверхности клеточной мембраны приводит к повышенной реактивности с белками на мембранах других клеток.

Значение и перспективы

Цель работы — понять, как контролировать межклеточную коммуникацию и функции клеток. Это связано с текущими исследованиями группы по созданию гибридных клеток из частей человеческих и бактериальных клеток. Открытие нового метода, по словам Перчека, стало «счастливой случайностью» в работе, которая ведётся с 2010 года.