Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Het bouwen van kunstmatige cellen om de energiestroom in levende systemen te meten

F-actine-architectuur regelt de ATP-consumptiesnelheid van myosine II. Credit:Natuurcommunicatie (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47593-x

Levende systemen worden gedefinieerd door een continue stroom van energie, die essentieel is voor de fysieke ontwikkeling, wondgenezing en onze immuunrespons op ziekten zoals kanker. Maar het meten van de energiestroom van een specifiek proces, zoals het genereren van kracht, wordt gecompliceerd door de meer dan 10.000 verschillende soorten moleculaire eiwitten die in elk van onze cellen op elkaar inwerken.

Wetenschappers van het Systems Biology Institute van Yale hebben een kunstmatige cel gemaakt om nauwkeurige meting van het energieverbruik en de krachtopwekking in onze cellen mogelijk te maken. Het werk, afkomstig uit het laboratorium van Michael Murrell, universitair hoofddocent Biomedische Technologie en Natuurkunde, werd gepubliceerd in Nature Communications .

De kunstmatige cellen bevatten belangrijke eiwitten die verantwoordelijk zijn voor het genereren van celkracht:een cytoskelet dat zich gedraagt ​​als de botten en spieren in het menselijk lichaam, gewikkeld in een buitenmembraan.

Uit hun bevindingen bleek dat de hoeveelheid verbruikte energie varieert met verschillende morfologische kenmerken. Cellen met dikkere cytoskeletten verbruikten bijvoorbeeld minder energie dan cellen met een takachtige architectuur, en langere cytoskeletten oefenden meer kracht uit.

Het ontrafelen van de principes van energieverbruik zal ons begrip van de biologische organisatie vergroten, die ten grondslag ligt aan verschillende cellulaire processen, waaronder de progressie van kanker.

Ryota Sakamoto, een postdoctoraal onderzoeker in het Murrell Lab, was de eerste auteur van het onderzoek.

Meer informatie: Ryota Sakamoto et al, F-actine-architectuur bepaalt de omzetting van chemische energie in mechanisch werk, Nature Communications (2024). DOI:10,1038/s41467-024-47593-x

Journaalinformatie: Natuurcommunicatie

Aangeboden door Yale Universiteit