Forskere finder mekanisme bag mystiske mønstre
Se billeder af de mystiske mønstre i cellemembraner, som forskere fra Syddansk Universitet opdagede for fem år siden og nu har fundet mekanismerne bag.

Det var ren tilfældighed, da en ph.d. studerende og en postdoc på Syddansk Universitet for fem år siden legede lidt med mikroskopet og opdagede et smukt mønster i en cellemembran.

Ved hjælp af polariseret lys kunne de to forskere nemlig se kontraster i membranen, som videnskaben endnu ikke havde kendt til.

»Det er en type organisering af molekyler, som man kender fra flydende krystaller. Flydende krystaller bliver for eksempel brugt i mobiltelefoner og fladskærme.

De fedt-molekyler, vi har observeret i membranen, opfører sig lidt på samme måde. Det nye er, at vi pludselig opdagede sådanne effekter i et sådant biologisk system, som en cellemembran er,« siger lektor Adam Cohen Simonsen, som arbejder med opdagelsen på Institut for Fysik, Kemi og Farmaci, Syddansk Universitet

Den nye opdagelse førte til, at forskerne i Odense de seneste fem år har undersøgt det mærkelige mønster nærmere. Nu har forskerne fundet et nyt fedt-mønster, og de har afluret, under hvilke betingelser forskellige mønstre bliver skabt.

»Dette er kun begyndelsen. Der findes måske flere end de to mønstre, vi har identificeret,« siger lektor Adam Cohen Simonsen, Institut for Fysik, Kemi og Farmaci på Syddansk Universitet.

Sammen med kollegaerne har han netop publiceret en ny artikel i Journal of Physical Chemistry Letters, hvor de dokumenterer systematikken i dannelsen af de to mønstre.

Tykkelsen afgør mønsteret

De flotte mønstre bliver dannet i et dobbelt lag af fedtmolekyler, som er en grundlæggende struktur for enhver biologisk cellemembran. I nogle områder af cellemembranen ligger disse fedtmolekyler særlig tæt.

»Ligesom vandmolekyler kan omdannes til is ved at sætte sig i tætpakkede krystaller, så kan de her fedtmolekyler i cellemembraner under visse omstændigheder pakke sig i områder lidt ligesom en krystal,« forklarer Adam Cohen Simonsen og fortsætter:

Fakta

Det tager cirka fem minutter for et spiralmønster at dannes i laboratoriet, når udviklingen får lov at foregå under bestemte forhold.

Dannelsen starter ved en forholdsvis høj temperatur; 55 grader celsius, hvor de forskellige molekyler, der skal danne membranen, alle befinder sig i en flydende fase og fedtmolekylerne glider ubesværet rundt mellem hinanden.

Når temperaturen falder, begynder fedtmolekylerne at blive faste, og ved cirka. 34 grader begynder mønsterdannelsen.

Kilde: Adam Cohen Simonsen

»Vi kan se, at det spiller en stor rolle, præcist hvilke fedtmolekyler, membranen består af. Nogle fedtmolekyler giver for eksempel spiralmønster, mens andre fedtmolekyler giver et stavmønster. De fedtmolekyler, vi bruger, er ikke lige lange, og derfor giver forskellige molekyler forskellig membrantykkelse. Tykkelsen af membranen kan variere fra for eksempel 5 nanometer til 6 nanometer, afhængig af hvilke fedtmolekyler vi bygger membranen af i laboratoriet.«

Kunstige membraner bedre i forsøg

Forskerne har ikke brugt en rigtig cellemembran til deres udforskning. I stedet har de anvendt en efterligning af en cellemembran. Det kunstige, men mere simple system, reagerer nemlig mere forudsigeligt, end en naturlig cellemembran ville gør. Fordelen ved det er også, at det er nemmere at kontrollere forholdene omkring membranen og observere effekten af, at man påvirker den.

»I en biologisk sammenhæng ville mønstrene ikke blive så store som i den kunstige cellemembran, men effekten findes måske i naturen i mindre skala,« siger Adam Cohen Simonsen.

Viden som med tiden kan blive nyttig

Opdagelsen af de fine mønstre har, ifølge forskeren, vakt opmærksomhed blandt andet hos kollegaer inden for forskning i cellebiologi i Frankrig.

»Interessen vil nok blive endnu større, hvis det viser sig, at mønstrene har en konkret biologisk betydning. Men der er vi ikke endnu,« siger Adam Cohen Simonsen.

Projektet er såkaldt grundforskning. Så det vil måske først om mange år vise sig, hvor stor en opdagelse, cellemønstrene er. 

 

 

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.