Обнаружены сигнальные печатные платы внутри клеток человеческого организма

01.06.2019

Клетки умеют форматировать сети коммуникации, чтобы изменять свое поведение. Открытие этой сети переворачивает наше понимание того, как инструкции распространяются вокруг клетки.

Ранее считалось, что различные органы и структуры внутри клетки плавают в открытом море, называемом цитоплазмой. Ученые предполагали, что сигналы, которые сообщают клетке, что делать, передаются волнами, а частота волн является решающей частью коммуникации.

Исследователи из Эдинбургского университета обнаружили, что информация передается через сеть направляющих проводов, которые отправляют сигналы на крошечные, наноразмерные расстояния.

Исследователи утверждают, что именно движение заряженных молекул через эти крошечные расстояния передает информацию, как в компьютерном микропроцессоре.

Локализованные сигналы отвечают за управление деятельностью клетки, например, инструктируют мышечные клетки расслабляться или сокращаться. Когда эти сигналы достигают генетического материала в сердце клетки, называемом ядром, они сообщают о незначительных изменениях в структуре, высвобождая определенные гены, чтобы они могли быть экспрессированы.

Эти изменения в экспрессии генов дополнительно изменяют поведение клетки. Когда, например, клетка переходит из устойчивого состояния в фазу роста, сеть полностью реконфигурируется для передачи сигналов, которые включают гены, необходимые для роста.

Исследователи говорят, что понимание кода, управляющего этой системой, может помочь понять такие заболевания, как легочная гипертензия и рак, и однажды открыть новые возможности лечения.

Команда сделала открытие, изучая движение заряженных молекул кальция внутри клеток, которые являются ключевыми сигналами, которые несут инструкции внутри клеток.

Используя мощные микроскопы, они смогли наблюдать за этой сигнальной системой с помощью вычислительных технологий, подобных тем, которые позволили получить первое в истории изображение черной дыры.

Ученые говорят, что их результаты являются примером квантовой биологии - развивающейся области, которая использует квантовую механику и теоретическую химию для решения биологических проблем.

<< Назад: Частные компании для полетов на Луну 01.06.2019

>> Вперед: Иностранный язык не делает детей более внимательными 31.05.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Возрождение мамонтов началось с мышей 03.03.2025 Компания Colossal BioSciences, известная своими амбициозными проектами по возрождению вымерших видов, сделала значительный шаг вперед в своей работе. Генетики и биоинженеры компании успешно вывели шерстистых мышей, используя технологию редактирования генов CRISPR. Этот эксперимент не только приближает ученых к их главной цели - возрождению шерстистого мамонта, но и открывает новые возможности для изучения адаптации млекопитающих к холодному климату. "Колоссальная шерстистая мышь" - это переломный момент в нашей миссии по борьбе с вымиранием. Этот успех делает нас на шаг ближе к нашей цели - возрождению шерстистого мамонта", - заявил соучредитель и гендиректор Colossal Biosciences Бен Ламм. Для достижения этой цели ученые провели масштабное исследование, в ходе которого проанализировали геномы 62 слонов и 59 шерстистых мамонтов, живших на Земле миллионы лет назад. В результате анализа были отобраны гены, отвечающие за формирование шерсти и другие признаки, необходимые для выживания в условиях холода. Исследователи сосредоточились на генах, которые отличают мамонтов от их ближайших родственников - азиатских слонов. Это позволило сузить круг генов до 10, наиболее важных для формирования шерсти и липидного обмена, и при этом совместимых с организмом мышей. С помощью технологии CRISPR ученым удалось изменить цикл роста шерсти у мышей, сделав его в три раза длиннее, чем у обычных грызунов. В результате мыши приобрели густую волнистую шерсть и завитые усы, что сделало их более приспособленными к низким температурам. Этот эксперимент является важным шагом не только в проекте по возрождению мамонтов, но и в изучении механизмов адаптации млекопитающих к холодному климату. "Мы расширили границы генной инженерии, скоординировав множество сложных модификаций и признаков у животных с исключительно высокой эффективностью. Это достижение демонстрирует как технический опыт наших ученых, так и возможности нашей платформы генной инженерии для получения предсказуемых фенотипов", - отметил один из руководителей проекта, молекулярный микробиолог Майкл Абрамс. Таким образом, выведение шерстистых мышей открывает новые перспективы для исследований в области генетики и биоинженерии, а также приближает человечество к возможности возрождения вымерших видов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025