Биологи разработали новый гидрогель для изучения поведения клеток

Один из подходов изучения влияния болезней на организм заключается в том, чтобы посмотреть, что происходит внутри отдельных клеток. Иногда исследователи выращивают клетки в трёхмерной оболочке — «гидрогеле». Эта сеть белков или молекул имитирует среду, в которой клетки живут внутри организма.

Новое исследование, проведённое под руководством Университета Вашингтона, демонстрирует новый класс гидрогелей, которые могут формироваться не только снаружи клеток, но и внутри них. Команда создала эти гидрогели из белковых строительных блоков, разработанных с помощью компьютера для формирования определённой структуры. Эти гидрогели проявляли схожие механические свойства как внутри, так и снаружи клеток, предоставляя исследователям новый инструмент для объединения белков внутри клеток.

«За последние 10 лет в мире клеточной биологии произошёл сдвиг, — говорит соавтор исследования Коул ДеФорест, доцент кафедры химической инженерии и биоинженерии UW. — Классически люди приписывали большую часть внутренней организации клетки органеллам, связанным с мембраной, таким как митохондрии или ядро. Но теперь учёные понимают, что у клетки есть и другие способы локальной концентрации определённых молекул или белков без использования мембран, например, с помощью белково-белковых взаимодействий. Такая концентрация позволяет клетке включать или выключать определённые функции, которые могут быть полезными или в конечном итоге привести к болезни».

Одним из ключевых элементов этого исследования было то, что не существующие в природе строительные блоки белков были разработаны с нуля с помощью компьютеров.

«Вы можете представить себе белок как нить, состоящую из субъединиц, называемых аминокислотами. Эта нить складывается, образуя трёхмерную структуру.