Устойчивость клеток к перегрузкам

[imbg]

Последний номер PNASa принес интересную статью, которая напомнила мне о другом удивительном факте. Статья называется "Microbial growth at hyperaccelerations up to 403,627 × g", и в ней идет речь о том, что  Escherichia coli и Paracoccus denitrificans (последняя знаменита тем, что считается возможным предком митохондрий эукариот) могут не только выживать, но и размножатся при перегрузке более 400 тысяч g. 

Человек в состоянии выдерживать перегрузки в несколько g, до 100g в исключительных случаях (выжившие в крупных авариях). Размножается человек, как правило, только при 1g.


Принцип проточной цитометрии

Мне же эта статья напомнила интересное наблюдение, которое когда то меня просто озадачило. Как по вашему, какие наши клетки "на ощупь" - упругие, твердые, или растекающиеся гели? Я считаю, что если б можно было клетку пощупать - она была бы очень и очень упругой. Вывод свой я сделал после того, как проводил клеточный сортинг с помощью проточной цитометрии (Flow Cytometry, FACS). Суть процесса проста - вы метите нужные вам клетки эукариот (Hela в моем случае) флуорисцентной меткой, и очень дорогой аппарат проганяет суспензию клеток по очень тонкой трубке - клетку за клеткой - при этом измеряет для каждой из них уровень свечения, и соответственно выплевывает одни в одну, а другие - в другую пробирку. Похоже на то, как Золушка перебирала фасоль от гороха - по сути отбор ведется поштучно.

Но чтоб уложится в разумное время, прибор делает этот сортинг довольно быстро. И скорость процеса как правило - от 3 до 8 тысяч клеток в секунду! По тонкому капилляру! По сути, клетки проганяются под сильным давлением, и ничего с ними не случается - они после этого спокойно растут дальше.

Так что устойчивость к перегрузкам имеют не только бактерии - наши с вами клетки, превращенные в суспензию. тоже вполне устойчивы. Другое дело, что многоклеточных организм вряд ли осилит такие перегрузки. Ну дак каждому же свое.

Comments

[sergeyr.livejournal.com]

Это обычный эффект изменения прочности при возрастании масштабов. Работает и с клетками, и с многоклеточными организмами (муравей выдерживает сотни g, человек - десятки g, слон поломается уже при нескольких g).

[imbg.livejournal.com]

А жирафа? :)

[sergeyr.livejournal.com]

А до жирафы медленно доходит при каких перегрузках она ломается. B-)

[sdfgj.livejournal.com]

Размножается человек, как правило, только при 1g.(с)
---------
Были какие-то опыты, доказавшие невозможность размножения при 2g ?

[pamersiel.livejournal.com]

Ничего неожиданного. Я, физик, тут собрал за 20 минут все исходные данные и сопоставил потенциальную энергию молекулы белка (50кДа) в гравитационном поле на масштабах клетки (10мкм) с энергией самой слабой водородной связи (1кДж/моль). Получил, что они сравняются при ускорении в 200 000 g.

[anton nikolaev (from livejournal.com)]

В Кембридже на физфаке есть чувак, который занимается подробными вопросами:
http://www.bss.phy.cam.ac.uk/~jg473/publications.html

[imbg.livejournal.com]

Спасибоб, это очень интересно.
Я думаю картина усложнится, если мы попробуем проанализировать устойчивость множественных белковых комплексов, многие из которых координируются гидрофобными взаимодействиями, электростатическими и Ван-дер-Ваальсовыми силами. Важно, не чтоб белки не распадались, а чтоб они все еще могли взаимодействовать друг с другом.

[imbg.livejournal.com]

даже при 1 g вероятность 1/12 считается нормой (= беременность в течении года). :)

[dpw61.livejournal.com]

А при 0,4 или 0,15g сможет?

[kilativ.livejournal.com]

Читал статью года 1985, где чувакт показали, что РНК полимераза работает при давлении в 100 атмосфер. Я еще подумал тогда - людям делать нечего!

[imbg.livejournal.com]

как я понимаю, все эти эксперименты идут под эгидой межзвездных полетов, поэтому иногда логику угадать сложно :)

[kilativ.livejournal.com]

Да логика понятна: у нас есть такой аппарат - давай на нем попробуем всякую хреновину!

[sdfgj.livejournal.com]

Интересно, какое ускорение приобретёт молекула ДНК, вытянутая в нить, под действием солнечного света на орбите Земли или Меркурия.

[potan.livejournal.com]

А в чем проблема размножиться при высокой гравитации, если живешь в жидкой среде и не имеешь тканей с существенно разной плотностью?

[potan.livejournal.com]

100 атмосфер - это всего 1 км глубины. Но некоторые умудряются жить и размножаться заметно глубже.

[sdfgj.livejournal.com]

А какое давление крови при 200000g должно быть, чтобы поднять?

[pamersiel.livejournal.com]

Про одноклеточных речь.

[kilativ.livejournal.com]

Так как без РНК полимеразы жить вообще нельзя, то тогда это точно не предел.

[(Anonymous)]

Скоро выйдет статья В.А.Кордюма, тогда я смогу положить видео клеток. Вы увидите, насколько их трудно назвать "сильно упругими". Это просто вулкан какой-то!

[imbg.livejournal.com]

Тут можно спорить до бесконечности. Меня убедил ряд наблюдений - например, под микроскопом при трипсинизации клетки схлопываются (иногда можно наблюдать это), теряя контакты, и при этом они сжимаются за секунду на подобии резины.