Bədənimiz və orqanlarımız dəri kimi toxuma maneələri ilə xarici mühitdən qorunur. Arzuolunmaz maddələrin daxil olmasının qarşısını almaq üçün bu maneələr möhkəm bağlanmalıdır. Bu sızdırmazlıq sıx birləşmələr adlanan strukturlar vasitəsilə əldə edilir. Bununla belə, bu sıx qovşaqların necə əmələ gəldiyi çoxdan sirr olaraq qalır.

İndi, Drezden Texnologiya Universitetinin Biotexnologiya Mərkəzində (BIOTEC) professor Alf Honigmann başçılıq etdiyi fənlərarası tədqiqatçılar qrupu, bu möhürlərə cavabdeh olan zülalların hüceyrə səthində su kimi mayeyə bənzər bir material meydana gətirdiyini aşkar etdi. soyuq pəncərədə sıxlaşır.

Onların tapıntıları Nature jurnalında dərc olunub .

Dərimiz xarici dünyaya qarşı qoruyucu bir qalxan rolunu oynayır və yaxşı qurulmuş bir kərpic divar kimi, pozuntuların qarşısını almaq üçün möhkəm bağlanmalıdır. Eynilə, ağciyərlər və ya bağırsaqlar kimi orqanlarımız möhürlənməlidir ki, içindəki maddələr digər bədən bölmələrinə tökülməsin. Orqanlarımızın ən xarici təbəqəsi buna sıx birləşmələr kimi tanınan hüceyrələr arasında xüsusi möhürlərlə nail olur.

Sıx qovşaqlar döşəmə və ya divar plitələri arasındakı birləşmə kimidir. Onlar hər bir hüceyrənin yuxarı hissəsini əhatə edən və aralarında sıx bir möhür yaratmaq üçün qonşu hüceyrələrə bağlanan kəmərlərdir.

“Kərpic divarındakı plitələr və ya məhlullar arasındakı birləşmədən fərqli olaraq, sıx birləşmələr dinamikdir. Dərimiz və ya orqanlarımız yumşaqdır və hüceyrələr daim öz formasını dəyişir. Sıx keçidlər hüceyrə formasının dəyişməsinə uyğunlaşa bilməli və hələ də möhürləməyi bacarmalıdır. boşluqlar,” BIOTEC-də Biofizika və tədqiqat qrupunun rəhbəri Prof. Honigmann izah edir. “Hüceyrə perimetri ətrafında bu qədər möhkəm, lakin çevik bir material meydana gətirə bilən sıx birləşmələrin necə olması maraqlı elmi sual idi.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1725254421&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-08-cells-condensation-tissues-tight.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI4LjAuNjYxMy44NiIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyOC4wLjY2MTMuODYiXSxbIk5vdDtBPUJyYW5kIiwiMjQuMC4wLjAiXSxbIkdvb2dsZSBDaHJvbWUiLCIxMjguMC42NjEzLjg2Il1dLDBd&dt=1725227606335&bpp=1&bdt=202&idt=325&shv=r20240828&mjsv=m202408270101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D6bf3eefe49031f83%3AT%3D1721367059%3ART%3D1725254418%3AS%3DALNI_MacAfAOJA8VyURIyKJCZKOtEk96_Q&eo_id_str=ID%3D253fe466b124068d%3AT%3D1721367059%3ART%3D1725254418%3AS%3DAA-Afja3CR3UFVWEVuVSmzApOeu3&prev_fmts=0x0%2C1519x694&nras=2&correlator=3247762224230&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1980&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759837%2C95340674%2C95338228%2C95341663%2C31086140%2C95340845%2C95341515%2C95341518&oid=2&pvsid=4056951108773496&tmod=165055791&uas=0&nvt=3&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2Fall%2Fpage4.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Səthdə kondensasiya

Bu suitilərin necə əmələ gəldiyini anlamaq üçün professor Honiqmanın komandası prosesi real vaxt rejimində müşahidə etmək üçün qabaqcıl biofiziki üsullardan istifadə edib. Onlar öz istəkləri ilə sıx birləşmələrin əmələ gəlməsini kimyəvi yolla açıb-söndürmək üsulunu işləyib hazırladılar. Onlar həmçinin sızdırmazlıq zülallarını flüoresan markerlə etiketləmək üçün gen mühəndisliyindən istifadə etdilər. Birlikdə bu, onlara real vaxt rejimində sıx qovşaqların əmələ gəlməsini izləmək üçün yüksək ayırdetməli mikroskopiyadan istifadə etməyə imkan verdi.

Drezdendəki Maks Plank adına Kompleks Sistemlər Fizikası İnstitutunda (MPI-PKS) Frank Jülicherin rəhbərlik etdiyi nəzəri fiziklər ilə birlikdə işləyən qrup, sıx birləşmələrin öz-özünə yığılmasının səthin islanması adlı fiziki hadisə ilə idarə olunduğunu göstərə bildi.

Doktor Karina Pombo deyir: “Bu sıx birləşmə zülallarının suya çox oxşar şəkildə davranması heyranedicidir. Müşahidələrimizi və nəzəri fizika modelləşdirməsini bir araya gətirərək, mahiyyətcə səthdə maye kondensasiyasının fiziki prosesinin nə olduğuna gəldik” deyir. -Qarsiya, layihənin arxasında duran tədqiqatçı və hazırda İngiltərədəki Rosalind Franklin İnstitutunda tədqiqat qrupunun rəhbəridir.

Sıx birləşmə zülalları hüceyrələrin bir-birinə toxunduğu interfeysdə hüceyrə membranının səthinə bağlanır. Orada bağlanan zülalların sayı müəyyən həddə çatdıqda, zülallar qatılaşaraq hüceyrə səthində tədricən bir növ damlaya çevrilən maye halına gəlir.

Nəhayət, bu damcılar uzanır və hüceyrələrin ətrafında vahid bir kəmər meydana gətirmək üçün bir-birinə toxunur. Bu şəkildə sıx birləşmələr dərimizi və orqanlarımızı hava keçirməz hala gətirmək üçün hüceyrələr arasındakı boşluqları bağlayır.

“Ola bilsin ki, hamı bunu qışda görüb. Soyuq pəncərədə kiçik su damcıları görünür. Bu, tam olaraq belədir, lakin molekulyar miqyasda”, – doktor Pombo-Qarsiya əlavə edir.

Zülallardan hazırlanmış mayelər

Hələ 2017-ci ildə Honigmann komandası sıx birləşmə zülallarının maye kimi davrana biləcəyindən şübhələnməyə başladı. Prof. Honigmann deyir: “Biz bu mayeyə bənzər xüsusiyyətləri necə ölçmək və müşahidə etmək lazım olduğunu anlamaq üçün çox səy göstərdik”. “Xoşbəxtlikdən biz lazımi anda lazımi yerdə idik.”

Bu kəşfə aparan ilk iş Drezdendəki Maks Plank adına Molekulyar Hüceyrə Biologiyası və Genetika İnstitutunda (MPI-CBG) aparılmışdır. MPI-CBG-nin tədqiqatçıları maye kimi xassələri olan böyük birləşmələr meydana gətirən zülallara diqqət yetirən biologiyanın yeni kəşf edilmiş qolu olan kondensat biologiyasının qabaqcıllarıdır.

“Kondensat biologiyası perspektivli sahədir, çünki o, tərəzilər arasındakı boşluğu aradan qaldırır. Biologiyanın ümumi problemlərindən biri hüceyrə orqanoidləri kimi strukturların sitoplazmada çoxsaylı molekulyar qarşılıqlı təsirlərdən necə əmələ gəldiyini anlamaqdır. Biz indi bilirik ki, müəyyən biomolekullar öz-özünə -mayelər və gellər kimi materiallarda təşkil etmək Bu , biologiyada strukturun formalaşmasını təsvir etmək üçün kondensasiya və digər faza keçidləri kimi yaxşı başa düşülən fiziki anlayışları uyğunlaşdırmağa imkan verir ”.

Ətraflı məlumat: Alf Honigmann, Kondensatlarla membranın əvvəlcədən islanması sıx birləşmə kəmərinin formalaşmasına kömək edir, Təbiət (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07726-0 . www.nature.com/articles/s41586-024-07726-0

Jurnal məlumatı: Təbiət 

Drezden Texnologiya Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir