Каждая клетка в организме состоит из множества крошечных запечатанных мембранных субъединиц, называемых органеллами, и они посылают туда и обратно такие вещества, как липиды, чтобы позволить клетке функционировать. Процесс, называемый привязкой к мембране, отвечает за преодоление промежутка между органеллами в специализированной субклеточной зоне, называемой местами контакта с мембраной, и теперь у исследователей есть способ манипулировать этой привязкой.«Впервые мы можем строить мосты разной длины в живых клетках, чтобы соединять субклеточные компартменты с большим временным и пространственным контролем», - сказал Юбин Чжоу, доктор философии, доцент Техасского института биологических наук и технологий A&M и директор. Исследователь этой работы, которая была на обложке журнала Chemical Science на этой неделе.
Метод Чжоу, вариант которого он использовал в предыдущих исследованиях для контроля иммунных клеток, называется оптогенетикой и включает использование света для контроля функции белков. В этом случае белки являются строительными блоками моста между органеллами, и длина этого моста - даже если разница всего в нанометрах - может влиять на функцию клетки, потому что именно по мосту органеллы обмениваются важными строительными материалами. блокирует такие вещества, как липиды, и отправляет мессенджеры, такие как ионы кальция.
Нарушение этого процесса может привести к разрушительным последствиям, таким как гибель клеток и метаболическая дисфункция.«Оптогенетические инструменты, разработанные в ходе исследования, могут иметь большие перспективы для спасения этих пагубных состояний с помощью простого импульса света», - сказал Чжоу. «Потенциальное воздействие, вероятно, будет широким и глубоким, поскольку оно позволяет впервые использовать неинвазивный свет для изучения и управления этими субклеточными структурами, которые считаются одними из самых сложных и неуловимых у млекопитающих. ячейки."
Хотя эта первоначальная работа была сосредоточена на связи между плазматической мембраной клетки и органеллой, называемой эндоплазматическим ретикулумом, будущая работа будет расширена за счет других мест соединения, например, между эндоплазматическим ретикулумом и митохондриями.
«Эти инструменты предоставят ученым неиспользованный потенциал для удобной перестройки клеточной сигнализации, контроля белково-липидных ассоциаций, нарушения внутриклеточной связи между органеллами и настройки движения и поведения белков, встроенных в биологические мембраны», - сказал Чжоу.«Это открывает неисчислимые новые области исследований, и мы считаем, что эта работа может иметь большое значение для многих дисциплин».