Levande system definieras av ett kontinuerligt flöde av energi, vilket är avgörande för fysisk utveckling, sårläkning och vårt immunsvar mot sjukdomar som cancer. Men att mäta energiflödet för en specifik process, som kraftgenerering, är komplicerat av de mer än 10 000 olika typerna av molekylära proteiner som interagerar inuti var och en av våra celler.
Forskare vid Yale's Systems Biology Institute har gjort en artificiell cell för att möjliggöra exakt mätning av energiförbrukning och kraftgenerering i våra celler. Arbetet, från labbet av Michael Murrell, docent i biomedicinsk teknik och fysik, publicerades i Nature Communications .
De konstgjorda cellerna bestod av nyckelproteiner som är ansvariga för cellkraftsgenerering – ett cytoskelett som agerar som ben och muskler i människokroppen, insvept i ett yttre membran.
Deras resultat visade att mängden energi som förbrukas varierar med olika morfologiska egenskaper. Till exempel förbrukade celler med tjockare cytoskelett mindre energi än celler med grenliknande arkitektur, och längre cytoskelett utövade ökad kraft.
Att reda ut principerna för energiförbrukning kommer att öka vår förståelse för biologisk organisation, som ligger till grund för olika cellulära processer inklusive cancerprogression.
Ryota Sakamoto, en postdoktor i Murrell Lab, var första författare till studien.
Mer information: Ryota Sakamoto et al, F-aktinarkitektur bestämmer omvandlingen av kemisk energi till mekaniskt arbete, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47593-x
Journalinformation: Nature Communications
Tillhandahålls av Yale University
