ТАСС, 16 сентября. Ученые выяснили, что физические процессы, отвечающие за формирование обособленных скоплений разных жидкостей в клетках, играют ключевую роль в передаче внутриклеточных сигналов. Изучение этого явления поможет открыть новые лекарства от рака, пишет пресс-служба МФТИ. Результаты исследования опубликовал научный журнал Biochimica et Biophysica Acta.
"Мы предполагаем, что на механизме разделения жидких фаз может быть основана ранее не исследованная система передачи сигналов внутри клеток. Понимание ее работы может приблизить нас к излечению крайне тяжелых болезней, в том числе некоторых видов рака", – рассказал один из авторов работы, научный сотрудник МФТИ Владимир Уверский.
В клетках человека и других многоклеточных есть множество обособленных структур, так называемых органелл, внутри каждой из которых поддерживаются особые условия среды. Помимо ядра, митохондрий и прочих органелл, в клетках есть множество обособленных "отсеков", заполненных разнородными жидкостями с уникальными наборами белков и прочих биомолекул.
Наблюдения за жизнедеятельностью отдельных человеческих клеток показывают, что каждое такое отделение постоянно обменивается с соседями разными наборами молекул, но при этом все они поддерживают определенный химический состав, критически важный для жизненных функций. Биологи давно хотят узнать, почему это так и какие биологические, химические или физические механизмы за это отвечают.
Внутриклеточная "почта"
Уверский и его коллеги заинтересовались, как возникают эти обособленные структуры и какую роль в их формировании играют различные белки и сигнальные молекулы. Для этого ученые с коллегами из США исследовали результаты всех недавних биологических и физических экспериментов, нацеленных на изучение структуры и процесса формирования самых разных "отсеков" в человеческих и других клетках.
Анализ этих сведений помог ученым выяснить важную роль физических процессов, связанных с разделением фаз жидкостей, в формировании и исчезновении этих структур. В дополнение к этому ученые раскрыли взаимосвязь между разными процессами разделения фаз, чье существование указало на то, что клетка может использовать подобные процессы для почти "бесплатного" обмена внутриклеточными сигналами.
"Клеточные тела, образованные разделением фаз, могут быстро обмениваться молекулами с окружающей средой, а также быстро образовываться и распадаться в ответ на различные сигналы. Разделение фаз обеспечивает сортировку белков, нуклеиновых кислот и метаболитов в клетке, ускоряет сборку метаболических и сигнальных комплексов", - пояснил научный сотрудник МФТИ Семен Нестеров.
Нестеров и его коллеги предполагают, что нарушения в работе этой системы может приводить к развитию нейродегенеративных заболеваний, связанных с накоплением в клетке неправильно свернутых молекул белков. В дополнение к этому, сбои в формировании этих клеточных отсеков могут способствовать развитию некоторых форм рака. Изучение связанных с ними процессов, как надеются ученые, поможет раскрыть механизмы развития этих болезней и найти лекарства, способные подавлять их.