Активни и пасивни движения в клетка, отличаващи се за пръв път

Anonim

Активни и пасивни движения в клетка, отличаващи се за пръв път

наука

Крис Ууд

29 април 2016 г.

2 снимки

Нова техника за анализ на данни позволява на учените да разберат по-добре движението в клетките, като идентифицират кога компонентът се движи активно (Credit: MIT)

Ако погледнете в клетка в тялото си точно сега, ще забележите, че отделните структури и компоненти в него постоянно се движат наоколо. Докато някои от тези потрепвания и изтръпване са пасивни, друго движение е по-умишлено, като клетката активно упражнява енергия, за да премества компоненти. Нова техника за анализ на данните подобрява способността ни да разграничаваме тези два типа движения и резултатите могат значително да подобрят разбирането ни за клетъчната биология.

Когато мащабирате до микроскопичната скала, частиците в течностите или газовете лесно се влияят от заобикалящата ги среда. За пръв път научихме това още през 1827 г., когато шотландският ботаник Робърт Браун изучил поленова зърна във вода през микроскоп и забелязал, че зърната съдържат малки частици, които се движат непрекъснато.

Сега знаем, че преобръщането на вътрешните частици на клетката се дължи на тяхното взаимодействие с водните молекули, които при повишени температури притежават вечна кинетична енергия. Частиците непрекъснато бомбардират по-големи компоненти вътре в клетките, причинявайки привидно случайно движение. Благодарение на откривателя му наричаме това брауново движение.

Явлението е толкова често срещано, че учените рутинно освобождават движението в клетките, което се случва при термичното равновесие, като системата не упражнява енергия, за да премести компонента, който, ако не беше за браунското движение, би бил неженен.

Това обаче, разбира се, не винаги е така - понякога клетката упражнява енергия, за да премести компонент наоколо. Проблемът е - как работим, когато възникне един или друг вид движение?

Това е мястото, където се вмъква новият аналитичен метод. Разработен от изследователи в МИТ, в сътрудничество с учени от Университета в Готинген, университета в Мюнхен, Свободния университет в Амстердам и университета в Йейл, той е проектиран да избира тези времена когато движението е по-скоро активно, отколкото пасивно, просто като погледнем частица.

Екипът използва видео-микроскопия, за да изучи движението на фалгеловата рамка, като разгледа внимателно промените в гръбнака си и идентифицира различните форми, които формира, докато минава през пълен осцилаторен цикъл. Ако папагалът е в термично равновесие (пасивно), тогава преходът между държавите трябва да бъде балансиран, но вместо това се наблюдава дисбаланс в преходите, което предполага, че енергията се изразходва активно - нещо, което вече е потвърдено в случай на флагелум.

Знаейки, че методът е работил, изследователите след това са провели същия експеримент с бъбречно клетъчно клетъчно място, където отново са наблюдавали лек дисбаланс в преходите. Резултатите в този случай са по-изненадващи, което показва, че активните процеси движат движението на клеума в противоречие с пасивния му вид.

Изследването е потенциално революционно, осигуряващо несравним поглед върху функционирането на клетките, разкривайки активни процеси, които далеч не са очевидни на пръв поглед.

"Искаме да видим дали особената динамика в системите за животновъдство - тези клетки или тъкани или цели организми - които изглеждат на пръв поглед като случайно топлинно движение, наистина са активни, " казва съавторът на книгата професор Никта Факри. "Това е важно, защото трябва да има жизненоважна функция, свързана с процеса, ако клетката прекарва енергия върху нея."

Пълните подробности за изследванията са публикувани онлайн в списанието Science . За повече информация относно проучването можете да разгледате видеоклипа по-долу.

Източник: MIT

Нова техника за анализ на данни позволява на учените да разберат по-добре движението в клетките, като идентифицират кога компонентът се движи активно (Credit: MIT)

Екипът използва видео-микроскопия, за да изучи движението на фланела, като разгледа внимателно движението на гръбнака си и идентифицира различните форми, които формира, когато премина през пълен осцилационен цикъл (Credit: MIT)