„Przyglądają się obszarowi, który w dużej mierze nie został zbadany” – powiedział Sola Gruneraktóry zajmuje się biofizyką molekularną na Uniwersytecie Cornell; konsultowano się z nim w związku z badaniem, ale nie był on współautorem.
Lipidy plazmalogenu znajdują się również w ludzkim mózgu, a ich rola w błonach głębinowych może pomóc w wyjaśnieniu aspektów sygnalizacji komórkowej. Badania odsłaniają nowy sposób, w jaki życie przystosowało się do najbardziej ekstremalnych warunków panujących w głębinach oceanu.
Szaleństwo w membranie
Komórki całego życia na Ziemi otoczone są cząsteczkami tłuszczu zwanymi lipidami. Jeśli do probówki włożysz trochę lipidów i dodasz wodę, automatycznie ułożą się one tyłem do siebie: tłuste, nienawidzące wody ogony lipidów łączą się, tworząc warstwę wewnętrzną, a ich kochające wodę główki łączą się, tworząc zewnętrzną fragmenty cienkiej membrany. „To jak oddzielenie oleju i wody w naczyniu” – powiedział Winnikoff. „Jest uniwersalny dla lipidów i to właśnie sprawia, że działają”.
W przypadku komórki zewnętrzna błona lipidowa służy jako fizyczna bariera, która podobnie jak zewnętrzna ściana domu zapewnia strukturę i utrzymuje wnętrze komórki. Ale bariera nie może być zbyt solidna: jest usiana białkami, które potrzebują trochę mieć swobodę wykonywania różnych zadań komórkowych, takich jak przenoszenie cząsteczek przez błonę. Czasami błona komórkowa odrywa się, uwalniając substancje chemiczne do środowiska, a następnie ponownie się łączy.
Aby membrana była zdrowa i funkcjonalna, musi być jednocześnie wytrzymała, płynna i dynamiczna. „Membrany balansują na granicy stabilności” – powiedział Winnikoff. „Mimo że ma naprawdę dobrze zdefiniowaną strukturę, wszystkie pojedyncze cząsteczki tworzące arkusze po obu stronach – cały czas opływają się wokół siebie. W rzeczywistości jest to ciekły kryształ.
Jedną z wyłaniających się właściwości tej struktury jest to, że środek membrany jest bardzo wrażliwy zarówno na temperaturę, jak i ciśnienie – znacznie bardziej niż inne cząsteczki biologiczne, takie jak białka, DNA czy RNA. Jeśli na przykład schłodzisz błonę lipidową, cząsteczki będą się poruszać wolniej, „a w końcu po prostu się połączą” – powiedział Winnikoff, tak jak wtedy, gdy wkładasz oliwę z oliwek do lodówki. „Z biologicznego punktu widzenia jest to generalnie coś złego”. Procesy metaboliczne zatrzymują się; membrana może nawet pęknąć i wycieknąć jej zawartość.
Aby tego uniknąć, wiele zwierząt przystosowanych do zimna ma błony złożone z mieszanki cząsteczek lipidów o nieco innych strukturach, aby zapewnić płynność ciekłego kryształu nawet w niskich temperaturach. Ponieważ wysokie ciśnienie spowalnia również przepływ membran, wielu biologów założyło, że membrany głębinowe zbudowane są w ten sam sposób.
