Opbygning af kunstige celler til at måle energiflow i levende systemer

Levende systemer er defineret af en kontinuerlig strøm af energi, som er afgørende for fysisk udvikling, sårheling og vores immunrespons på sygdomme som kræft. Men måling af energistrømmen i en specifik proces, såsom kraftgenerering, er kompliceret af de mere end 10.000 forskellige slags molekylære proteiner, der interagerer inde i hver af vores celler.

Forskere ved Yale's Systems Biology Institute har lavet en kunstig celle for at muliggøre præcis måling af energiforbrug og kraftgenerering i vores celler. Værket, fra laboratoriet af Michael Murrell, lektor i biomedicinsk teknik og fysik, blev offentliggjort i Nature Communications .

De kunstige celler omfattede nøgleproteiner, der var ansvarlige for cellekraftgenerering - et cytoskelet, der fungerede som knogler og muskler i den menneskelige krop, pakket ind i en ydre membran.

Deres resultater afslørede, at mængden af ​​forbrugt energi varierer med forskellige morfologiske træk. For eksempel forbrugte celler med tykkere cytoskeletter mindre energi end celler med grenlignende arkitektur, og længere cytoskeletter udøvede øget kraft.

At udrede principperne for energiforbrug vil forbedre vores forståelse af biologisk organisering, som ligger til grund for forskellige cellulære processer, herunder kræftprogression.

Ryota Sakamoto, en postdoc-stipendiat i Murrell Lab, var første forfatter til undersøgelsen.

Flere oplysninger: Ryota Sakamoto et al., F-aktin-arkitektur bestemmer omdannelsen af ​​kemisk energi til mekanisk arbejde, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47593-x

Journaloplysninger: Nature Communications

Leveret af Yale University