Как клетки распределяют пространство для нового роста

Новое исследование под руководством Шанкара Мукерджи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе впервые применило системный подход для измерения изменений в органеллах по мере роста живых клеток. Работа опубликована 6 июня в Cell Systems.

Метод: гиперспектральная визуализация

Ученые использовали технологию гиперспектральной визуализации, чтобы одновременно пометить и наблюдать шесть основных метаболически активных органелл в клетках дрожжей. Это позволило анализировать не парные корреляции, а общую картину изменений всех органелл сразу, используя методы data science.

Ключевые открытия

• Разная скорость роста: Клетка «интеллектуально» распределяет ресурсы, позволяя одним органеллам расти быстрее других для удовлетворения метаболических потребностей.
• Роль вакуоли: Органелла вакуоль играет ключевую роль в поддержании стабильной скорости роста клетки в постоянной среде, «буферизуя» ее от случайных изменений. Она же адекватно реагирует на необходимость изменить темп роста при смене условий.
• Два независимых триггера: Изменения в размере клетки и изменения в скорости ее роста запускают совершенно разные паттерны роста органелл. Это может объяснять гибкость эукариотических клеток в балансировании этих конкурирующих требований.

Значение и перспективы

Разработанная методология и новая математическая теоретическая модель могут помочь в изучении регуляции метаболизма и роста клеток в норме и при патологии. Следующим шагом команда планирует охарактеризовать человеческие клетки, чтобы выявить возможные аномалии в профиле органелл при таких заболеваниях, как рак, диабет или иммунологические расстройства.