velzevul (dubva1) wrote,
velzevul
dubva1

Скелет с мотором

Несколько точечных включений белковых «моторчиков» – и мягенькая жива клеточка становится умопомрачительно жесткой. Как это происходит, показало математическое моделирование.





Одно из умопомрачительных чудес, открывшихся человеку с изобретением микроскопа – это поразительная упругость живых клеток, их способность поменять форму (в том числе делиться) и передвигаться. Процессы эти обеспечивает активность подвижного белкового каркаса клеточки, ее оживленного цитоскелета.


Базу цитоскелета (у высших организмов-эукариот) составляет система микрофиламентов, состоящих из белка актина, действующего, как и в мускулах, в паре с белком миозином. Расщепляя молекулу АТФ и используя ее энергию, актин-миозиновый комплекс сокращается; упрощенно говоря, мизоин тянет актиновый канат, как яхтсмен, поднимающий парус. Вся клеточка пронизана сложной сетью этих «канатов», и натяжение одних и ослабление других обеспечивает всю динамику ее сложных конфигураций формы, деления и движения.


Вобщем, многие детали этого увлекательного механизма остаются невыясненными до сего времени. В особенности с учетом того, что и «канаты» актиновых микрофиламентов, и связанные с ними «матросы» миозина размещены и нацелены, похоже, случайным образом. Непонятно, как им удается стремительно и очень поменять механические характеристики клеточки – к примеру, наращивать ее твердость на много порядков.


Некий свет на эту делему проливает недавняя работа нидерландских исследователей Чейса Бродерза (Chase Broedersz) и Фреда Макинтоша (Fred MacKintosh). Они подошли к вопросу чисто на теоретическом уровне, создав математическую модель двухмерной сети жестких микрофиламентов и случаем распределенных и нацеленных «двигателей». А потом обсчитали разные характеристики получившейся структуры, показав, как линейно меняющаяся активность «двигателей» может приводить к нелинейным изменениям жесткости всего каркаса.


Дело в том, что напряжения в этой структуре жестких микротрубочек распределяются неравномерно. Где-то она остается «расслабленной», что и делает клеточку в целом довольно гибкой. Но «включение моторчиков» стремительно меняет это положение. Натягивая микрофиламенты только в этих «расслабленных» областях структуры, они мигом делают ее жесткой полностью.




По публикации physics arXiv blog




Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments