Биофизики открыли новый тип электрической передачи в клетках

Исследователи из Scripps Research обнаружили, что капелькоподобные структуры в клетках — конденсаты — могут действовать как крошечные биологические батареи, изменяя напряжение клеточной мембраны при контакте с ней.

Роль конденсатов в клетке

Конденсаты — это органеллы, не окружённые мембраной, которые удерживаются вместе молекулярными и электрическими силами. Они участвуют в компартментализации клетки, сборке белков и передаче сигналов. Известно, что их поверхности несут электрический заряд, но влияние этого заряда на функции клетки было мало изучено.

Эксперимент и результаты

Учёные использовали модели клеток — гигантские униламеллярные везикулы (GUVs). Мембраны GUVs окрасили красителем, меняющим цвет в ответ на изменение заряда. При помещении в одну среду с искусственными конденсатами было зафиксировано, что при их столкновении происходит локальное изменение электрического заряда мембраны в точке контакта.

• Чем больше электрический заряд конденсата, тем сильнее его влияние на напряжение мембраны.
• Напряжение, индуцированное конденсатами, может быть сопоставимо по величине с изменениями напряжения в нервных импульсах.
• Форма конденсатов также коррелирует с вариациями изменения напряжения.

Значение открытия

Это открытие представляет новую парадигму в биоэлектричестве. Локальные изменения потенциала мембраны могут влиять на работу ионных каналов и других мембранных белков, регулируемых напряжением.

Следующий шаг — выяснить, как этот физический механизм влияет на функции клеток и организмов. Понимание этого может привести к новым подходам в терапии некоторых заболеваний.

Исследование опубликовано в журнале Small.