Горячий вид для изучения сложных структур: 3D-белки благодаря простому теплолюбивому грибу
Гриб, обитающий при экстремально высоких температурах, может помочь понять структуры внутри наших собственных клеток. Учёные из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) и Гейдельбергского университета (Германия) впервые секвенировали и проанализировали геном теплолюбивого гриба и использовали эту информацию для определения долгое время ускользавшей трёхмерной структуры внутреннего кольца ядерной поры. Исследование опубликовано в журнале Cell.
Гриб Chaetomium thermophilum обитает в почве, навозе и компостных кучах при температурах до 60 °C. Это означает, что его белки — включая некоторые, очень похожие на наши собственные, — должны быть очень стабильными, и учёные из Гейдельберга увидели в этой стабильности преимущество.
«Есть ряд структур, которые мы не могли изучать ранее, потому что они слишком нестабильны в организмах, обитающих при более умеренных температурах, — объясняет Питер Борк, руководивший анализом генома в EMBL. — Теперь, с этим теплолюбивым грибом, мы можем».
Учёные сравнили геном и протеом гриба с таковыми у других эукариот — организмов, клетки которых имеют ядро, — и идентифицировали белки, из которых состоит самое внутреннее кольцо ядерной поры, канала, контролирующего, что входит в ядро клетки и выходит из него. Определив соответствующие строительные блоки, учёные впервые определили сложную 3D-структуру этого внутреннего кольца.
«Эта работа демонстрирует силу междисциплинарного сотрудничества, — говорит Эд Хёрт, руководивший структурным и биохимическим анализом в Гейдельбергском университете. — Ядерная пора — это сложная биологическая головоломка, но, комбинируя биоинформатику с биохимией и структурной биологией, мы впервые смогли решить этот её фрагмент».
Учёные сделали геном и протеом C. thermophilum общедоступными и уверены, что они окажутся ценными для изучения других эукариотических структур и их взаимодействий, а также общих адаптаций к жизни в горячих местах. Такие знания потенциально могут привести к новым биотехнологическим применениям.