Наука8 май 2024

Клетките имат своя скрита комуникационна система

Йонните градиенти през мембраните образуват информационна мрежа за бързо вземане на клетъчни решения, независимо от ДНК

Илюстрация: Wikimedia Commons

Клетките постоянно се движат в динамична среда, изправени пред непрекъснато променящи се условия и предизвикателства. Но как те бързо се присподобяват към тези колебания в обкръжаващата ги среда? Ново проучване поставя под въпрос нашите досегашни разбирания за това как функционират клетките. Учените издигат хипотезата, че те притежават неизвестна досега система за обработка на информация, която им позволява да вземат бързи решения, независимо от техните гени.

Новото проучване на Moffitt Cancer Center, публикувано в iScience, отговаря на редица въпроси и поставя нови. В продължение на десетилетия учените са гледали на ДНК като на единствен източник на клетъчна информация. Този ДНК план кара клетките да изграждат протеини и да изпълняват основни функции. Новото изследване откри негеномна информационна система, която работи заедно с ДНК, позволявайки на клетките да събират информация от околната среда и да реагират бързо на промените.

Проучването се фокусира върху ролята на йонните градиенти през клетъчната мембрана. Те са поддържани от специализирани „помпи“ и изискват голям разход на енергия за генериране на различни трансмембранни електрически потенциали. Изследователите предполагат, че градиентите представляват огромен резервоар от информация, който позволява на клетките да наблюдават непрекъснато обкръжаваща ги среда.

Когато информацията бъде получена в дадена точка на клетъчната мембрана, тя взаимодейства със специализирани „порти“ в йон-специфични канали, които след това се отварят, позволявайки на тези йони да текат по вече съществуващите градиенти, за да образуват комуникационен канал.

Йонните потоци предизвикват каскада от събития в съседство с мембраната, което позволява на клетката да анализира и бързо да реагира на информацията.