Учёные впервые измерили толщину клеточных мембран внутри живых клеток

Исследователи из Scripps Research впервые разработали метод, позволяющий напрямую измерять толщину клеточных мембран внутри живых клеток, выявляя ранее невидимые вариации. Ранее подобные измерения были возможны только в упрощённых искусственных системах.

Метод, названный Surface Morphometrics, основан на комбинации передовой микроскопии и вычислительного анализа. Он позволяет изучать мембраны в их естественном окружении, с учётом белков и других структур. Результаты опубликованы в Journal of Cell Biology.

Трёхмерная модель мембран органелл, где более тёмные цвета указывают на более толстые участки. Автор: Scripps Research

«Мембраны не существуют изолированно — на их форму влияют окружающие белки и структуры, — говорит руководитель исследования Даниэль Гротйан. — Измеряя толщину внутри целых клеток, мы можем начать понимать, как все эти компоненты работают вместе».

Применение метода к клеткам животных и дрожжей выявило значительные различия. Например, в митохондриях внешняя мембрана оказалась значительно тоньше внутренней. Также была обнаружена корреляция между толщиной мембраны и её кривизной.

Визуализация метода анализа. Автор: Journal of Cell Biology (2025)

Важной частью метода является «патч-анализ», разработанный аспиранткой Я-Тин Чанг. Он работает как молекулярный «формочка для печенья», выделяя крошечные участки мембраны вокруг конкретного белка для детального изучения.

С помощью этого подхода команда исследовала белок ATP-синтазу и обнаружила, что он имеет тенденцию скапливаться в областях, где мембраны одновременно искривлены и необычно толсты.

Новый инструмент открывает путь для изучения ранее недоступных вопросов клеточной биологии, включая динамику белков и их влияние на структуру мембран, что может помочь в разработке новых лекарств.