Fizyka i komórki biologiczne

Dodano: 03 lutego 2020

Dzięki metodom fizyki statystycznej i obliczeniowej naukowcy z Polski i Chin poznali lepiej jeden z aspektów fizycznego kontaktu powierzchni komórek biologicznych. Ich ustalenia mogą się przyczynić m.in. do rozwoju immunoterapii.

Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl

Komórki biologiczne muszą rozpoznawać ogromną ilość różnych substancji oraz sąsiednich komórek. Dlatego wiele zróżnicowanych cząsteczek na powierzchni komórki pełni funkcje receptorów, które wykrywają różnorodne cząsteczki w otoczeniu komórki i przekazują odpowiednie informacje do wnętrza komórki. Niektóre z tych receptorów łączą się z tzw. tratwami lipidowymi, które są małymi (o średnicy od 10 do 200 nm), wzbogaconymi w cholesterol obszarami w błonie otaczającej komórkę.

Jednym z istotnych problemów współczesnej biofizyki jest zrozumienie, w jaki sposób owe tratwy lipidowe wraz ze stowarzyszonymi z nimi receptorami reagują na różne bodźce i czynniki, a w szczególności na fizyczny kontakt jednej komórki biologicznej z inną.

Używając zaawansowanych metod fizyki statystycznej i obliczeniowej, naukowcy z Instytutu Fizyki PAN we współpracy z naukowcami z Chińskiej Akademii Nauk oraz Uniwersytetu w Nanjing zbadali wpływ kontaktów międzykomórkowych na stabilność i rozmiary tratw lipidowych.

Wyniki ich badań opublikowane w czasopiśmie „Nano Letters” wyjaśniają, w jaki sposób tworzenie kontaktów międzykomórkowych prowadzi do agregacji receptorów stowarzyszonych z tratwami lipidowymi. Na efekt ten mają wpływ zarówno mechaniczne własności błon komórkowych (np. sztywność błony na zginanie) jak i siła niekowalencyjnych wiązań tworzących kontakty międzykomórkowe – czytamy w informacji prasowej Instytutu Fizyki PAN.

Agregacja receptorów, czyli nagromadzenie receptorów w pewnych obszarach na powierzchni komórki, może prowadzić do wyzwolenia określonych reakcji komórki na dany bodziec.

Jak podkreśla dr hab. Bartosz Różycki z Instytutu Fizyki PAN, wyniki badań opublikowane przez naukowców z Chin i Polski wnoszą duży wkład do zrozumienia fizycznych mechanizmów wyzwalania reakcji komórki na skutek kontaktów międzykomórkowych, np. w procesie rozróżniania komórek „własnych” od „obcych” przez limfocyty wchodzące w skład układu odpornościowego. Wyniki te mogą przyczynić się między innymi do projektowania nowych immunoterapii.

Nauka w Polsce - PAP

zan/