Ученые из Пенсильванского университета, Темпльского университета (США) и Рейнско-Вестфальского технического университета Ахена (Германия) использовали новый способ изучения клеток – и с его помощью обнаружили, что молекулы сахара играют ключевую роль в клеточной коммуникации, выступая в качестве «каналов», которые клетки и белки используют для общения друг с другом.

Новость об этом появилась на сайте Пенсильванского университета, а статья с подробным описанием открытия опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Человеческое тело состоит из 30–40 миллионов клеток, большой и сложной сети клеток крови, нейронов и специализированных клеток, которые составляют органы и ткани. До сих пор не было ясно, какие механизмы контролируют связь между ними.

Используя искусственные синтетические клетки в качестве модели, ведущий автор исследования Сизар Родригес-Эмменеггер (Cesar Rodriguez-Emmenegger) открыл способ исследования клеточных мембран с помощью метода атомно-силовой микроскопии. Этот метод позволяет изучить микромир в трехмерном объеме.

Новый подход позволяет получать изображения клеток в очень высоком разрешении: на них видны формы и структуры в масштабе менее нанометра, что почти в 10000 раз меньше толщины человеческого волоса. Затем рабочая группа построила модель, которая вычисляет, как структурные элементы связаны с функцией клетки.

Исследование является первым примером дифракционного метода, который можно использовать при изучении целых синтетических клеток. Раньше клетки разделяли на части и фотографировали часть каждую отдельно. Используя новый метод, ученые обнаружили, что низкая концентрация сахаров на поверхности клеточной мембраны приводит к их повышенной химической активности с белками на мембранах других клеток. Сахара на поверхности синтетических клеток автоматически организуются в тонкие пластинчато-слоистые (на фото слева) и гексагональные (на фото справа) структуры. Благодаря этим формам, которые образуют молекулы сахара, синтетические клетки становятся узнаваемыми для других клеток.

[Фото: Virgil Percec]