食品科学可以帮助回答细胞科学问题

约翰霍普金斯大学的医学研究人员报告说,食品科学原则帮助他们确定细胞内不寻常的液滴保持条理性,避免溶解到其他细胞的凝胶状的内部。

研究人员说他们的工作能促进细胞进化的科学理解和帮助科学家在食品和化学工业发展更好的方法来防止液体混合物分离。

所有生物体的细胞保持微型生物机器叫做细胞器的集合。这些结构运行线粒体细胞的动力源泉,聪明的核和其他操作,所有定义的边界和包裹在一层膜。然而,还有其他的细胞部分表现为粘滞,membrane-free“斑点”,但他们为不同的目的,如调节基因,发送化学信号或存储网站专门的分子。

科学家一直认为这些有点神秘滴可能是一个原始版本的细胞器,以及约翰霍普金斯先于研究团队和实验室蠕虫进一步研究它们。

报告对这些液滴研究小组的发现,称为生物分子冷凝物,9月10日在《科学》杂志上。

“我希望这将有助于使科学家相信生物分子冷凝物是高度复杂的细胞间,“杰拉尔丁放弃说亨廷顿谢尔登博士,教授在医学基础研究发现和副院长在约翰霍普金斯大学医学院的霍华德•休斯医学研究所,研究员。“我们发现他们和应对环境监管角色,就像其他的细胞器。我们发现他们有膜,不是我们习惯看到的类型。”

生物分子冷凝物最初称为“颗粒”在1970年代,科学家们用电子显微镜同行更多地关注在许多生物体的结构,包括称为秀丽隐杆线虫的弯弯曲曲地生物,其相对简单的生物让他们一个共同的实验室模型研究从现代gene-cutting技术到蛋白质结构。蠕虫的冷凝物,看起来强硬,类似沙粒,被称为P颗粒。

在2014年放弃的实验室,研究生珍妮弗小王进行了遗传分析,找到一个叫做MEG-3蠕虫P的蛋白质颗粒。王的实验表明,另一个蛋白质,PGL-3,创造了粘性液体滴,P颗粒的“核心”,而MEG-3滞空的外P颗粒,使小“集群”外套P颗粒的表面。

“我们不理解这些蛋白质可能只是停留在外部P颗粒仍是整体稳定颗粒的内部,“说放弃。

神秘仍是尚未解决的时候,今年1月,2020年,放弃寻找合适的词语来形容他们的观察。她用google搜索“固体稳定液体”,发现对皮克林乳剂的食品科学概念的引用。“我有一个OMG的时刻当我读到更多关于这一现象,“说放弃。

乳剂是两种液体的混合物,通常不会混合,像油和水。皮克林乳液是一种混合物,是稳定,像每天从杂货店盒牛奶。

未加工的牛奶自然是不稳定的,牛奶中的脂肪滴往往一起抢减少脂肪分子之间的总表面积。脂肪分子-或奶油上升到顶部,并独立于乳清,牛奶或水液体。

为了避免牛奶液体分离和稳定,乳制品处理器通过一个小针,把牛奶分解脂肪滴,外套用一种叫做干酪素的蛋白质和避免创建一个奶油层融合脂肪分子。

放弃说她想到MEG-3可能联合的方式非常类似于牛奶中酪蛋白的影响,降低液滴的表面张力将他们融合在一起。和MEG-3倾向于保持在P的表面颗粒向她建议它作为一种膜,她补充道。

在他们的实验中,放弃和她的团队表明,PGL-3滴涂以玻片MEG-3保持均匀地分开,两倍的液滴与裸冷凝物相比,融合在一起,形成越来越大的滴在载玻片上。

“这是一个广为人知的现象在食品科学,现在我们看到它也可能发生在一个细胞,”说放弃。

放弃和她的团队还工程蠕虫卵细胞,缺乏MEG-3,看到裸露的P颗粒溶解较慢。说放弃,这和其他实验表明MEG-3不仅稳定水滴在正常情况下,也可以让水滴时更快地响应环境条件变化。

放弃的团队的博士后学生,包括细胞成像专家安德鲁Folkmann和生化学家安德里亚·普特南寻求帮助来完成他们的研究从物理化学方面的专家谁能引导他们通过皮克林乳剂的物理。

几个月后添加生物工程师李赵的粉丝来自伦敦帝国学院的团队,他帮助他们确定一个失踪组件MEG-3蠕虫模型:酶MBK-2帮助里面的液体颗粒变得更加粘稠。

”在一起,这些实验提供了一种解释这种原始汤细胞内如何组装成隔间,抵制融合在一起,应对发展线索,“说放弃。

该小组计划进一步的研究来确定精确的物理结构MEG-3和额外的详细介绍它是如何工作的。如果进一步的研究成功,MEG-3可以提供可再生资源发展皮克林乳液在食品和化学工业,他们说。

放弃和团队已经申请专利的使用MEG-3作为开发工具皮克林乳液。

参考
Folkmann AW et al .调节生物分子冷凝物通过界面蛋白集群。科学,2021年9月10日;第373卷,发行6560;1218 - 1224页。doi:10.1126 / science.abg7071

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