Автор Тема: Новая фаза развития клеточной биологии. Клетка - это наше всё  (Прочитано 982 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 187
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
Уважаемые сотрудники Института цитологии РАН!

Обращается к вам Малыгин Александр Вячеславович, руководитель издательского проекта, завершившегося изданием на русском языке книги американского ученого: “Гильберт Линг. Физическая теория живой клетки. Незамеченная революция”. Издательство "Наука", Санкт-Петербург, 2008, 376 с. ISBN 978-5-02-026348-2. Полный текст в формате PDF: http://www.bioparadigma.spb.ru/files/Ling-2008-Fizicheskaya.teoriya.zhivoi.kletki.pdf

Как владелец прав на это издание сообщаю, что тираж книги раскуплен (осталось лишь несколько экземпляров) и пришло время открыть полный доступ к электронной версии книги.

Обращаюсь к вам потому, что у истоков клеточной физиологии Линга стояли основатели вашего института — Дмитрий Николаевич Насонов (http://www.bioparadigma.spb.ru/nasonov.htm) и Афанасий Семёнович Трошин (http://www.bioparadigma.spb.ru/troshin.htm). В своё время, книгу на форумах встретили критически, но ирония судьбы состояла в том, что на следующий год после ее выхода, в 2009 году, американские ученые открыли безмембранные органеллы (https://doi.org/10.1126/science.1172046), которые поставили в тупик тех, кто был уверен, что единственной, и потому универсальной структурой, которая способна обеспечить компартментализацию (изоляцию клетки или ее части от среды) — это мембрана. Безмембранные органеллы самим фактом своего существования доказали, что компартментализация возможна и без мембраны. Стало очевидно, что в основе их организации лежат совершенно иные механизмы, более общие, подлинно фундаментальные, способные порождать самые разнообразные клеточные компартменты. В настоящее время в науке идет активный процесс глубокого переосмысления принципов организации биологических структур, в котором видят новую фазу развития клеточной биологии (https://doi.org/10.1016/j.tcb.2018.02.004).

Насонов, Трошин и Линг, доживи они до наших дней, были бы вправе заявить о своей исторической победе в той острой полемике со сторонниками мембранной теории клеточной проницаемости, которую они вели на протяжении всей своей профессиональной жизни. По истечении 12 лет после открытия безмембранных органелл мы наблюдаем лавинообразный рост публикаций в этой новой области знания. Исследователи всё чаще говорят уже не об органеллах, а о микрокомпартментах — ассоциатах макромолекул, что существенно расширяет применение этого нового подхода к самым разнообразным клеточным процессам — от функционирования генома, сигнализации, до свойств клетки как целого. В свете происходящих в науке изменений становится всё яснее выдающееся значение сорбционной теории клеточной проницаемости Трошина, которая всегда была альтернативой мембранному подходу. Книга Линга вместе с трудами школы Насонова, составляет для отечественных ученых тот капитал, которого нет на Западе. Это даёт нашей науке огромные преимущества. У нас есть шанс стать лидерами в этой новой фазе развития биологии клетки. Очень бы хотелось не упустить столь уникальную возможность.

С наилучшими пожеланиями,
А.В. Малыгин, к.т.н., лауреат премий Правительства РФ в области науки и техники.

Оффлайн Evol

  • Участник форума
  • Сообщений: 5194
всё чаще говорят уже не об органеллах, а о микрокомпартментах — ассоциатах макромолекул, что существенно расширяет применение этого нового подхода к самым разнообразным клеточным процессам — от функционирования генома, сигнализации, до свойств клетки как целого

По сути, уже кирпичик в фундамент здания квантовомеханической точки зрения на эволюцию клетки, не находите, уважаемый Vladimir Matveev.

Рад приветствовать Вас на форуме.

Оффлайн Evol

  • Участник форума
  • Сообщений: 5194
Название темы - просто отличное.

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 187
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
По сути, уже кирпичик в фундамент здания квантовомеханической точки зрения на эволюцию клетки
Будем надеяться, но карты не видят так далеко... :)

Оффлайн Alexeyy

  • Участник форума
  • Сообщений: 3793
Безмембранные органеллы самим фактом своего существования доказали, что компартментализация возможна и без мембраны. Стало очевидно, что в основе их организации лежат совершенно иные механизмы, более общие, подлинно фундаментальные, способные порождать самые разнообразные клеточные компартменты. В настоящее время в науке идет активный процесс глубокого переосмысления принципов организации биологических структур, в котором видят новую фазу развития клеточной биологии (https://doi.org/10.1016/j.tcb.2018.02.004).
В связи с этой фразой я что-то вспомнил про концепцию амилоидов как первичных образований по отношению к нуклеиновым кислотам ...

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 187
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
В связи с этой фразой я что-то вспомнил про концепцию амилоидов как первичных образований по отношению к нуклеиновым кислотам ...
Амилоиды не относят к безмембранным ассоциатам потому, что они нефункциональны, они - вредные отложения, повреждающие клетку. Если Вы о происхождении жизни, то амилоиды скорее смерть, чем жизнь, но происхождение жизни дело тёмное...

Оффлайн Alexeyy

  • Участник форума
  • Сообщений: 3793
Да, последнее время, выясняется, что амилоиды могут, в принципе выполнять важные для клеток биохимические функции (это не значит, что это всё работает и в нынешних клетках). Например, могут быть эффективным катализатором гидролиза сложных эфиров или выполнять функцию  альдолазы, АТФ-азы, карбоангидразы и многое другое. На столько много, что это дало основание предполагать возможность существования жизни на основе амилоидов ещё до нуклеиновых кислот.  Но тогда должна быть решена проблема взаимодействия разных амилоидов, может, ещё до возникновения мембран.
  Поэтому, они мне, наверно, и вспомнились в связи с информацией, которую Вы выше привели.

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 187
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
Но тогда должна быть решена проблема взаимодействия разных амилоидов, может, ещё до возникновения мембран.
А что если мембраны не нужны? Как насчёт новой фазы клеточной биологии?
http://www.bioparadigma.spb.ru/files/Matveev-2019-Kletochnaya.teoria.i.fizika.pdf


Оффлайн Питер

  • Участник форума
  • Сообщений: 2406
Да  не  нужны   мембраны,  не  нужны.   Но   почему-то  мембранных  органелл в  клетке     больше  (и  по  числу  типов,  и  по   количеству  на  клетку),     чем не  мембранных.   Посчитаем  ?
А  оно  вам  надо  ?

Оффлайн Alexeyy

  • Участник форума
  • Сообщений: 3793
А что если мембраны не нужны?
Ну вот тоже об этом подумал (применительно к предположительной амилоидной доаминокислотной жизни) в связи с Вашим постом ... и, конечно же, мембраны не сразу возникли и, по идее, какое-то время жизнь должна была обходиться без мембран ...
  Мне приходит на ум, что один из путей возникновения мембран мог быть связан с гибридизацией разных форм жизни, развивавшихся в несколько разных средах и, поэтому, когда одна начинала проникать в другую (симбиоз) возникла потребность изолироваться от не совсем привычной среды ... а если такого проникновения не было, то, может, потребности и до сих пор где-то не возникло …

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 187
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
Да  не  нужны   мембраны,  не  нужны.   Но   почему-то  мембранных  органелл в  клетке     больше  (и  по  числу  типов,  и  по   количеству  на  клетку),     чем не  мембранных.   Посчитаем  ?
Речь идёт о принципе организации, а не о том, чьё войско больше по численности.
Безмембранная органелла — это фаза, которая не смешивается со средой по той же причине, по какой с водой не смешивается взвешенная в воде капля масла. Безмембранная органелла и среда — это две фазы, а поверхность такой органеллы — это межфазная граница: органелла/вода по аналогии границы масло/вода. Межфазная граница является активной пограничной областью, которая может организовывать различные молекулы в разнообразные структуры (читайте коллоидную химию). Мембраны и являются порождением такого процесса. На межфазной поверхности может возникнуть и липидная мембрана, и белковая, и полисахаридная, и множество других структур с самыми причудливыми комбинациями веществ в зависимости от конкретных условий. Здесь нет места догме о билипидном слое. Слой может быть каким угодно и из чего угодно. Сравните классическую мембрану эритроцита (ставшую умственной окаменелостью) с мембранами термофильных или галофильных клеток — ничего общего! Следовательно, дело не в структуре, а в природе физических взаимодействий, которые ее формируют. Электростатические и гидрофобные взаимодействия (играющие доминирующую роль в биоструктурах) равнодушны и к липидам, и к чему угодно другому. Что окажется на межфазной границе, из того и будет создан межфазный слой.

Вывод. Всё, что есть в клетке обособленного, является фазой. Свойства этих фаз разные, значит, разными будут и межфазные границы. Если душа просит слова "мембрана", пусть будет мембрана, но физике на это слово наплевать. Все органеллы — мембранные и безмембранные — имеют единую природу — фазовую.
« Последнее редактирование: Февраль 20, 2021, 11:43:49 от Vladimir Matveev »

Оффлайн Питер

  • Участник форума
  • Сообщений: 2406
Конкретные   органеллы  с  НЕ   мембранной   фазовой   границей  ?  И    почему  при   такой  прелестности   фазового  перехода    клетка  ограничена   мембраной (какой   угодно) -  а    просто фазой  органика\вода ?
А  оно  вам  надо  ?

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 187
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
Конкретные   органеллы  с  НЕ   мембранной   фазовой   границей  ?  И    почему  при   такой  прелестности   фазового  перехода    клетка  ограничена   мембраной (какой   угодно) -  а    просто фазой  органика\вода ?
Да, у небольших органелл, например, у ядрышка, мембраны не нашли. Поэтому граница фаза/фаза может быть с "мембраной", а может быть и без. Не пойму, что именно Вас не устраивает? Говорите толком, без пены. :)

Оффлайн Питер

  • Участник форума
  • Сообщений: 2406
Ну  тогда  в  пределе  каждый   белок   можно  рассматривать как  органеллу.    Всегда  есть  граница   фазового  перехода  белок-среда.   
А  оно  вам  надо  ?

Оффлайн Vladimir Matveev

  • Участник форума
  • Сообщений: 187
    • Нативная агрегация в физиологии клетки
Ну  тогда  в  пределе  каждый   белок   можно  рассматривать как  органеллу.    Всегда  есть  граница   фазового  перехода  белок-среда.
А почему бы и нет? Физики уже десятки лет рассматривают развертывание глобулярного белка как фазовый переход.
Весь вопрос о функции(ях) такой фазы. У ассоциатов белков появляются новые свойства по сравнению с отдельным белком. У безмембранных органелл новых свойств еще больше. У атомов водорода, углерода, кислорода, азота по отдельности — одни свойства, а у человека, в которого они складываются, — другие свойства. "Сейчас к людям надо помягше, а на вопросы смотреть ширше".