Исследователи, изучающие яйцеклетки плодовой мушки, обнаружили, что внутри этих половых клеток создается вихревой поток, который перемешивает внутреннее содержимое. По-видимому, таким образом клетки развиваются и функционируют. Авторы, которые сделали открытие, предположили, что подобный «торнадо», должен встречаться и у других животных, более крупных видов.

В клетках, из которых состоят все живые организмы (кроме вирусов, о которых нередко говорят как о неклеточных формах жизни), содержится жидкость — цитоплазма. Она объединяет все клеточные структуры и обеспечивает их химическое взаимодействие. Цитоплазма внутри клеток перемещается, это движение называют цитоплазматическим потоком. И хотя этот поток открыли почти два века назад, его назначение исследовали лишь частично. Известно, что он играет важную роль в распределении веществ внутри клетки. 

Группа американских биологов под руководством Станислава Шварцмана (Stanislav Shvartsman) из Принстонского университета во время исследования цитоплазматических потоков яйцеклеток дрозофилы фруктовой (Drosophila melanogaster, вид плодовой мушки), обнаружила кое-что странное. Ученые увидели «мини торнадо», которое заставляло цитоплазму медленно вращаться внутри клеток в течение нескольких минут. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Physics. 

Статья по теме: Ученые выяснили, как сахарные жуки заботятся о своем здоровье

Шварцман и его коллеги предположили, что такие «вихри» исходят от белковых внутриклеточных структур — микротрубочек, которые придают клеткам форму. Тысячи микротрубочек встроены в клеточную стенку, по их поверхности перемещаются моторные белки, перевозящие грузы. Например, вещества, которые должны быть выведены из клеток.

Чтобы выяснить, какое влияние микротрубочки и моторные белки оказывают на цитоплазму и наоборот, ученые провели серию компьютерных моделирований. Оказалось, что биологи были правы, действительно микротрубочки и моторные белки порождают вихревые потоки. 

«Когда моторные белки переносят груз, они параллельно перемешивают внутриклеточную жидкость, которая влияет на изгиб микротрубочек. Все это приводит к самоорганизации потока, который начинает перемещать цитоплазму», — объяснил Шварцман. 

Статья по теме: Во время спаривания летучие мыши используют свой пенис как «руку»

Чтобы расти и делиться, яйцеклетки должны пройти определенную стадию, на которой они распределяют и смешивают различные клеточные ингредиенты вместе. Шварцман допустил, что эти «вихри», по-видимому, представляют собой неотъемлемую часть ранней стадии деления яйцеклетки. Эти потоки, скорее всего, участвуют в быстром перемешивании вещества и транспортировке компонентов цитоплазмы.

Авторы считают, что такие «мини торнадо» могут возникать в яйцеклетках и других животных. 

«Половые клетки человека примерно в пять раз меньше яйцеклеток плодовой мушки [диаметр первых 130 микрометров, вторых — 0,5 миллиметров, прим.ред], у людей они слишком малы, чтобы в них наблюдались эти вихри. Но яйцеклетки многих насекомых, рыб и амфибий гораздо крупнее, чем у плодовой мушхи, вполне вероятно, что у таких животных мы увидим этот процесс», — пояснил Шварцман. 

В ближайшем будущем, ученые собираются проверить свою гипотезу: исследовать половые клетки некоторых насекомых и рыб на наличие внутри них «мини торнадо».