Międzynarodowy zespół badaczy z Holandii, Polski i Australii opisał właściwości błony komórkowej syntetycznej komórki minimalnej JCVI-syn3A. Wyniki pokazują, w jaki sposób odpowiedni skład lipidów pozwala połączyć stabilność błony z jej przepuszczalnością. Współautorką publikacji, która ukazała się w „Nature Communications”, jest dr Joanna Juhaniewicz-Dębińska z Uniwersytetu Warszawskiego.
Międzynarodowy zespół badaczy z Holandii, Polski i Australii zbadał fizykochemiczne i strukturalne właściwości błony komórkowej syntetycznej komórki minimalnej JCVI-syn3A. Komórki minimalne, zawierające jedynie geny niezbędne do funkcjonowania, są modelami pozwalającymi poznawać podstawowe zasady rządzące życiem. Choć genom JCVI-syn3A został dobrze poznany, rola lipidów tworzących jej jedyną błonę komórkową oraz wymagania dotyczące ich składu pozostawały dotąd słabo scharakteryzowane.
Współautorką artykułu opublikowanego w czasopiśmie „Nature Communications” pt. The physicochemical design, structure and permeability of the JCVI-syn3A minimal cell membrane jest dr Joanna Juhaniewicz-Dębińska z Wydziału Chemii UW.
Stabilność i przepuszczalność
Badacze wykazali, że nietypowy skład błony JCVI-syn3A pozwala zachować równowagę między jej stabilnością a płynnością. Szczególną rolę odgrywa cholesterol, którego udział sięga 60%. Mimo tak dużej zawartości tego składnika błona pozostaje przepuszczalna dla wody oraz niewielkich cząsteczek, m.in. glicerolu i rybozy. Tempo ich pasywnego transportu jest wystarczające do wzrostu komórki.
Wyniki wskazują, że tak złożone funkcje mogą być realizowane przez stosunkowo prosty układ lipidowy, bez udziału wyspecjalizowanych białek transportowych. Funkcjonalna błona komórkowa nie wymaga więc jednego „idealnego” składnika, lecz odpowiedniego współdziałania lipidów o różnych, niekiedy przeciwstawnych właściwościach.
Badania pozwoliły określić zakres właściwości fizykochemicznych, który umożliwia jednoczesne zachowanie integralności błony i wymianę substancji z otoczeniem. Wyniki mogą pomóc w lepszym zrozumieniu ewolucji pierwszych komórek, a także w projektowaniu sztucznych układów komórkowych o precyzyjnie kontrolowanych właściwościach fizykochemicznych.
Caterina Presutti, Mert Bozoflu, Joanna Juhaniewicz-Dębińska, Lauren A. Lowe, Naomi Woltinge, Arathi Das, Marc C. A. Stuart, Siewert J. Marrink, Bert Poolman, The physicochemical design, structure and permeability of the JCVI-syn3A minimal cell membrane, „Nature Communications”.