Клетки — это основные строительные блоки всех форм жизни. Некоторые живые организмы состоят только из одной клетки, тогда как человек состоит из более чем 100 миллиардов различных клеток.
Форма и функции клеток различаются в зависимости от типа организма, как и клетки разных типов тканей в одном и том же организме. Однако можно провести существенное различие между живыми организмами без ядра, прокариотами, и организмами с ядром, эукариотами. Все высшие формы жизни, такие как люди и животные, являются эукариотами. Их клетки характеризуются органеллой, которая окружает и защищает их генетический материал: ядро.
Ядро окружено двойной мембраной, которая отделяет его от остальной части клетки. Как и средневековый город, он окружен двумя стенами. Точно так же, как жители должны иметь возможность перевозить товары и еду в свой город и из него, контролируемый обмен молекулами между ядром и внутренним пространством клетки жизненно важен для клеток.
Ворота в городской стене — это ядерные поры. Эти огромные белковые комплексы образуют высокоселективный канал, который проникает через всю ядерную мембрану, расширяясь внутри ядра и образуя структуру, похожую на баскетбольную корзину, технический термин для которой на самом деле является «ядерной корзиной».Одна из основных задач исследования, проводимого лауреатом премии ERC и START Алвином Колером и его командой в лабораториях Макса Ф. Перуца Венского медицинского университета и Венского университета, заключается в том, чтобы лучше понять структуру и функции. этой «ядерной корзины».«До сих пор предполагалось, что корзина служит в основном док-станцией для транспортируемых товаров (примечание: например, рибонуклеиновые кислоты).
Однако, когда мы чрезмерно экспрессировали белки корзины, то есть позволяли клетке производить слишком много Во многом мы увидели кардинальные изменения в структуре ядра: ядерная мембрана была сильно деформирована по сравнению с ее нормальной сферической формой », — объясняет Алвин Колер. Эти наблюдения дали исследователям идею изучить, обладают ли «белки корзины» также способностью напрямую связываться и моделировать ядерные мембраны.
Чтобы новая ядерная пора образовалась в двойной мембране, окружающей ядро, сначала необходимо произвести модификацию в этом месте и создать «дыру» в мембране. Чтобы это произошло, две мембраны должны приблизиться друг к другу, отклониться и, наконец, слиться. Аспирант Ноэми Месарос объясняет: «Это как если бы вы пытались немного раздвинуть часть внешней городской стены и немного выдвинуть часть внутренней стены, чтобы создать проем для новых ворот».
Ведущий автор исследования Якуб Цибулка добавляет: «Наши эксперименты показали, что белки-корзины могут даже деформировать мембраны в пробирке. Более того, мы смогли показать, что ядерные мембраны становятся нестабильными без белков-корзин, а ядра чрезвычайно деформируются. . " Эти результаты подтверждают гипотезу исследователей о том, что белковые корзины — это больше, чем просто стыковочные станции для транспортируемых товаров.
Они активно способствуют преобразованию ядерной мембраны для создания ядерной поры.Эти новые открытия не только дают исследователям лучшее понимание чрезвычайно сложных молекулярных ворот, но также, в более долгосрочной перспективе, помогают исследовать роль ядерных пор в процессах рака и старения.
Команда Алвина Колера в настоящее время работает над более подробным пониманием принципа (ре) строительства ядерной мембраны, для чего это исследование послужило основой. «Этот проект еще раз напомнил нам, что биология всегда полна сюрпризов. Фундаментальные исследования не всегда предсказуемы, но они дают важные выводы для медицины.
Весьма вероятно, что деформация ядра изменяет его общую функцию и нарушает важные с медицинской точки зрения функции, "говорит Алвин Колер.