El interior de una célula humana consiste, en parte, de una sopa compleja de millones de moléculas.

Una forma en que estos compuestos biológicos se mantienen organizados es a través de orgánulos sin membrana (MLO), gotas de líquido sin paredes hechas de proteínas y ARN que se agrupan y permanecen separados del resto del guiso celular.

Puede pensar en estos compartimentos de líquidos como si fueran gotas de aceite en el agua. Los MLO facilitan el almacenamiento de moléculas dentro de las células y pueden servir como un centro de actividad bioquímica. reclutamiento de moléculas necesarias para llevar a cabo reacciones celulares esenciales.

Aunque estas gotitas abundan dentro de las células, representan un campo de estudio emergente en biología celular. Poco se sabe sobre cómo se crean y mantienen con funcionalidades únicas.

Para abordar esta brecha de conocimiento, un laboratorio de la Universidad de Buffalo está utilizando técnicas científicas de vanguardia para probar las propiedades fundamentales de cómo funcionan los MLO. La investigación está dirigida por Priya R. Banerjee, Doctor., profesor ayudante de física en la Facultad de Artes y Ciencias de la UB.

En un artículo publicado el 21 de agosto en Informes científicos , Banerjee y sus colegas informan que los MLO pueden ser muy sensibles al nivel de cationes divalentes dentro de las células. Esto es importante porque los iones divalentes de calcio y magnesio ayudan en la señalización celular y son vitales para la vida.

En experimentos, Los MLO que contienen proteínas y ARN se forman cuando se encuentran cationes divalentes en concentraciones bajas. Pero cuando las concentraciones de estos cationes eran altas, Se favorecieron los orgánulos líquidos que contienen sólo moléculas de ARN. Las pruebas se realizaron sistemáticamente utilizando sistemas de modelos controlados que comprenden proteínas y moléculas de ARN flotando en una solución tampón.

"Es interesante porque no ha cambiado los ingredientes básicos, ", Dice Banerjee." Pero cuando se modifica el entorno iónico, encuentra que estos orgánulos son altamente sintonizables. Ellos 'cambian' de un tipo a otro, cada tipo tiene un diseño interno distinto ".

El estudio fue dirigido por Banerjee y Ashok Deniz, Doctor., profesor asociado de biología integrativa estructural y computacional en Scripps Research, una institución de investigación médica sin fines de lucro.

El equipo demostró que las fluctuaciones en los cationes divalentes pueden sintonizar profundamente las propiedades líquidas de los MLO, alterar el entorno interno de la gota. Esto es importante ya que se cree que las células controlan algunas funciones de MLO cambiando su diseño interior. El concepto de orgánulos de gotas intracelulares sintonizables se está investigando activamente en el laboratorio de Banerjee en la UB.

En un artículo separado publicado a principios de 2019, Banerjee y sus colegas exploraron otra propiedad fundamental de los MLO:las condiciones que impulsan a tales gotas a cambiar de un fluido, estado líquido a un estado más duro, estado similar a un gel.

"El concepto de que las gotas de proteínas y ácidos nucleicos pueden funcionar como orgánulos en una célula ha comenzado a cambiar el paradigma de la biología celular que está escrito en un libro de texto, "Dice Banerjee." Comenzaron a surgir informes de varios laboratorios diferentes en todo el mundo de que los MLO son relevantes en la regulación genética, protección de las células durante el estrés, respuesta inmune y muchas otras funciones biológicas, así como enfermedades como trastornos neurológicos y cáncer. Por lo tanto, comprender cómo se forman los MLO, sintonizados y alterados en enfermedades son de importancia clave en el campo ahora ".