Вязкость внутри ядра клеток оказалась в 300 раз больше, чем у меда

Ученые смогли рассчитать значение вязкости жидкости, которая находится внутри ядер клеток человека. Оказалось, что она в 300 раз превосходит по этому показателю мед и в 30 000 000 — воду. Результаты исследования помогут лучше разобраться с динамикой внутриклеточных процессов и особенностями развития некоторых заболеваний. Статья опубликована в журнале Physical Review Letters.

Помимо ДНК, в клеточных ядрах также находится и РНК, молекулы которой передают информацию от генома к рибосомам, где на ее основе протекает синтез белков. Движение молекул РНК во многом определяется вязкостью окружающей среды, поэтому для того, чтобы понять детали подобных процессов, нужно узнать физические характеристики окружающей жидкости. Ученые уже проводили подобные исследования, помещая внутрь ядра крохотные частицы при помощи игл. Движением этих частиц можно управлять при помощи магнитного поля, однако в ходе такого способа легко повредить клетку, так что нельзя определить, настолько результаты исследования справедливы для здоровых образований.

В новой работе исследователи не вмешивались в работу клетки, а наблюдали за движениями ядрышка — безмембранного комплекса белков и других соединений, который находится внутри ядра. Он обладает сферической формой и ведет себя подобно капли жидкости. Чтобы точно определить параметры его движения, ученые создали генетически модифицированные клетки, в ядрышках которых находились красные флуоресцентные метки, а в окружающем ядре — зеленые. Контрастное изображение в микроскопе позволило измерить крохотные колебания с высокой точностью. В результате биологи смогли определить поверхностное натяжение ядрышка, которое оказалось очень мало — примерно в 50 тысяч раз меньше, чем у капли воды, окруженной воздухом.

Также ученые наблюдали за слиянием двух ядрышек. Оказалось, что такой процесс занимает в среднем около 15 минут, что довольно медленно для внутриклеточного процесса. Добавив информацию о поверхностном натяжении, авторы смогли оценить вязкость среды внутри ядра, которая оказалась равна примерно 3000 паскаль-секундам, что примерно в 30 миллионов раз больше, чем у воды, и в 300 раз больше, чем у меда. Эти результаты согласуются с предыдущими экспериментами, полученными при помощи магнитных частиц.

Ученые отмечают, что при некоторых видах рака и болезни Альцгеймера изменятеся размер и форма ядрышек, поэтому у метода может быть и медицинское применение. «Мы думаем, что у такого подхода большой потенциал как для диагностики, так и для терапии заболеваний», — подытожила соавтор статьи Александра Жидовска из Нью-Йорскского университета (США). Теперь исследователи хотят изучить то, как физические свойства компонентов клетки связаны с передачей генетической информации.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.