Мой диссер Первый пост из Мюнхена. Погнали. В декабре я нако | Гриша Тагильцев

Мой диссер

Первый пост из Мюнхена. Погнали.

В декабре я наконец-то защитил диссертацию. Выглядело это так:

Перед защитой надо отправить текст диссертации комиссии, которая дает добро на защиту. Сама защита — 45-минутная лекция, за которой следуют вопросы от публики. Потом идет закрытая часть — полчаса меня опрашивала комиссия, состоящая из 4х профессоров. И вот наконец я могу официально указывать “Dr.” при покупке билетов на самолет. Можете не шутить про PhD, в “Друзьях” уже все пошутили. Сегодня расскажу, на что я потратил лучше годы своей жизни: мой диссер.

Наши клетки покрыты мембраной. Эта мембрана напоминает мешок, в котором лежат внутренности клетки. Чтобы переносить вещества (еду и сигналы) через мембрану, клетка использует разные механизмы.

Один из основных механизмов — упаковка этих веществ в везикулы. Как это работает? Специальный белок, торчащий сквозь мембрану хватает вещества снаружи клетки. Как только вещество захвачено, часть белка внутри клетки начинает собирать вокруг себя плотную оболочку, которая втягивает в себя мембрану с этим белком. Получается везикула — шарик, в который упаковано нужное нам вещество. Потом этот шарик, как посылку, доставляют в нужную часть клетки. Так многие молекулы, более крупные частицы, и даже вирусы попадают в клетку — в специальных упаковках-везикулах. Этот процесс называется эндоцитоз.

Я изучаю один из видов эндоцитоза — клатриновый эндоцитоз. При таком эндоцитозе оболочку везикулы формирует белок клатрин. Этот белок с тремя лапками напоминает по форме логотип “Мерседеса”. При формировании везикулы он полимеризуется в оболочку в форме решетки из пяти- и шестиугольников. Проблема в том, что мы не знаем, как именно формируется эта оболочка. Ранее было предложено несколько моделей, но все они работают плохо.

В своей работе я изучал эти везикулы, используя атомно-силовой микроскоп (АСМ). Этот микроскоп тыкает образец очень тонкой иголкой (с несколькими атомами на конце) и получает 3D изображение поверхности.

Проблема в том, что везикулы находятся внутри клетки. Как же туда засунуть иголку микроскопа? Я взял живые клетки и приклеил их к стеклу. Дальше я взорвал их ультразвуком так, чтобы нижняя мембрана клетки осталась приклеена к поверхности. Так я получил мембраны, повернутые внутренней частью вверх. Засунув образец в АСМ, я действительно смог увидеть клатриновые оболочки.

Как и следовало ожидать, размеры и структура везикул не соответствали существующим моделям. Дальше мы попробовали записать простую термодинамику для этого процесса, и неожиданно все сошлось — термодинамическая модель объяснила и наш эксперимент, и все предыдущие.

Хорошая физическая модель должна не только объяснять существующие наблюдения, но и давать предсказания для будущих экспериментов. Наша термодинамическая модель предсказывала, что клатриновая оболочка ведет себя как эластичная резинка, которая натягивается и втягивает в себя мембрану.

Мы попробовали показать это. Мы взяли те же самые мембраны из разорванных клеток, нашли на них клатриновые оболочки, и разрезали их АСМ-иголкой. В результате клатриновые оболчки сжались (как порванные пружины), что и предсказывала термодинамика.

Если ничего непонятно, можете посмотреть краткий видео-обзор работы (тык). Результаты опубликованы в открытом доступе в журнале Science Advances.

ЗЫ. Я добавил в канал реакции. Пока не понимаю, зачем это, но пусть будут. У кого не работает, обновляйте телегу.

Всем добра,
Тг, PhD