Клеточные белки слипаются как капли масла, и ученые смогли предсказать детали процесса
Ученые из Принстонского университета смогли предсказать, как будут агрегировать белки внутри живой клетки. Если мы научимся контролировать этот процесс, возможно, справимся с болезнью Альцгеймера.
Исследование опубликовано в Nature, коротко о нем сообщает EurekAlert!.
Более десяти лет назад профессор Принстона Клиффорд Бренгвинн обнаружил, что белки внутри клетки могут собираться в жидкие структуры и вести себя почти как капли масла в воде.
Ученые заинтересовались, как образуются такие агрегаты, но это оказалось сложным, ведь процессы в живых клетках быстрые и хаотичные. Они обратились к классической теории нуклеации, которая описывает начальные этапы спонтанной самосборки сложных молекул, например образование жировых капель.
Но уравнения этой теории описывают простые неживые системы, а не беспорядочные процессы клеток. Ученые адаптировали их и решили проверить. Они создали упрощенную систему, которая изображает процессы в реальной клетке. Результаты оказались поразительными. Исследователи с большой точностью смогли предсказать, как, где и когда образуются скопления белков.
В настоящей клетке адаптированная теория тоже сработала. Ученые рассчитали, как отдельные белки собираются в агрегации. Это происходит по тому же принципу, что и у капель масла в воде. Белки агрегируют вокруг мельчайших разновидностей в среде со скоростью, которую можно предсказать.
Бренгвинн считает, что способность предсказывать даст возможность управлять агрегацией молекул в клетках. Потенциально это поможет справиться с болезнью Альцгеймера, при которой белки слипаются и накапливаются в нейронах.
«Сначала мы должны понять, как это работает с точки зрения математики, — это основа инженерных чудес. Следующим шагом будет контроль биологических систем», — говорит ученый.
Физики впервые сняли на видео, как зарождаются кристаллы
Инженеры создали материал с признаками живых тканей
