Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Рисунок 1. Принцип действия "молекулярной линейки": если модифицированный трансмембранный белок с полигистидиновым тэгом на внешнем конце способен взаимодействовать с АСМ-зондом, имеющим функциональную Ni-NTA группу, - значит, толщина клеточной стенки меньше, чем длина "линейки".

Рисунок 2. Взаимодействие гистидиновых остатков с Ni-NTA. Желтым цветом обоначен АСМ-зонд, лиловым - Ni-NTA, черным - гистидины, синим - белок.

Рисунок 3. "Сенсограммы", позволяющие определить толщину клеточной стенки. Синие точки относятся к обыкновенным пекарским дрожжам, красные - к мутантным клеткам с утолщённой клеточной стенкой.

Линейка для измерения клеточной стенки

Ключевые слова:  АСМ, клеточная стенка, микроорганизмы, прижизненные исследования

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

11 сентября 2010

Коллектив учёных из Бельгии и Германии предлагает интересный метод прижизненного наблюдения за толщиной клеточной стенки микроорганизмов. Обычно детали строения клеточной стенки изучают при помощи электронной микроскопии. Для этого препарат микроорганизмов фиксируют и нарезают на ультратонкие срезы – разумеется, клетки при этом умирают, и нет никакой возможности проводить прижизненные наблюдения.

Зачастую бывает интересно посмотреть, как именно меняется толщина клеточной стенки в ответ на изменение условий окружающей среды, проследить за динамикой этого процесса в живых клетках. И вот учёные придумали для этих целей «молекулярную линейку».

Суть метода отображена на рисунке 1 и состоит в следующем. Представьте себе, что в клетке имеется белок, свёрнутый в глобулу определённой длины. Известная часть этого белка расположена в цитоплазме, другая часть проходит сквозь клеточную мембрану, и, наконец, третья часть торчит из мембраны наружу – а вернее, внутрь клеточной стенки. Пусть длина третьей части нам известна – это и есть «молекулярная линейка». Допустим, на внешнем конце у нее имеется какая-нибудь функциональная группа – например, гистидиновый тэг. Тогда, если длина «линейки» больше, чем толщина клеточной стенки, с этой гистидиновой группой может взаимодействовать зонд атомно-силового микроскопа, кончик которого модифицирован группой Ni-NTA (рисунок 2).

Придумав принцип, учёные отработали его на экспериментальных клетках – дрожжах. Конечно, подходящего белка в дрожжах не нашлось, пришлось прибегнуть к методам генной инженерии. За основу взяли некий белок Wsc1, у которого имеются требуемые цитоплазматическая и трансмембранная части, а вот третья часть слишком коротка – заканчивается где-то в толще клеточной стенки. К этой части были добавлены дополнительные аминокислоты, чтобы получить «линейки» разной расчётной длины – 90 нм, 107 нм, 117 нм и т.д. На концах «линеек», как вы уже догадались, расположилась последовательность из восьми гистидиновых остатков.

При помощи метода «молекулярных линеек» учёные определили, что толщина клеточной стенки обыкновенных пекарских дрожжей составляет 115 нм, а дрожжей-мутантов с утолщённой клеточной стенкой – 140 нм (рисунок 3). Обрабатывая клетки веществами, которые должны приводить к увеличению или уменьшению толщины клеточной стенки, учёные, действительно, получали соответствующие отклики от своих «линеек».

Интересно, что по данным просвечивающей электронной микроскопии толщина клеточной стенки обыкновенных пекарских дрожжей оценивается в 105 нм. Казалось бы, новый метод даёт довольно близкое значение (115 нм). Однако авторы исследования считают, что разница почти в 10% является существенным расхождением, и предлагают несколько объяснений этому. Во-первых, длину «молекулярных линеек» не измеряли, а рассчитывали исходя из знаний о размерах аминокислот и длине пептидных связей. Но учёные утверждают, что не могли ошибиться в своих расчетах на целых 10 нм. Поэтому они более склонны полагать, что это ПЭМ даёт заниженные значения из-за артефактов, возникающих в процессе приготовления препарата, а предложенный ими метод более точен.

Работа «Measuring Cell Wall Thickness in Living Yeast Cells Using Single Molecular Rulers» опубликована в ACS Nano.


Источник: ACS Publications



Комментарии
Режабек Борис Георгиевич, 27 октября 2010 14:01 
Я в восторге! Где достать такую линейку?

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

След динозавра
След динозавра

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 4)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.