Учёные создали модель ядерной поры дрожжей

Ядерные поровые комплексы (NPC) — это гигантские мультибелковые комплексы, которые служат каналами для транспорта молекул в ядро и из него. Учитывая их центральную роль в экспрессии генов, росте и развитии, неудивительно, что дефекты NPC связаны со многими заболеваниями, такими как вирусные инфекции, рак и некоторые нейродегенеративные заболевания, а сам ядерный транспорт является мишенью для потенциальной терапии.

Используя метод быстрой заморозки (rapid plunge freezing), криоэлектронную микроскопию (cryo-EM) и вычислительные методы, исследователи из Медицинской школы Бостонского университета (BUSM) создали комплексную модель NPC дрожжей. Она раскрывает взаимосвязанную архитектуру его каркаса. Работа предоставляет молекулярные модели для двух конфигураций:

• Радиально-компактная форма — её легче изучать в изолированных образцах, что даёт более детальный обзор.
• Расширенная форма — существует в живой дрожжевой клетке in situ, но в настоящее время визуализируется с меньшим уровнем детализации.

«Это исследование значительно расширяет наше понимание архитектуры NPC пекарских дрожжей — модельного организма, используемого для изучения биологии клеток с ядром. Оно предоставляет новые многоуровневые данные о функциях этой транспортной машины», — поясняет ведущий автор Кристофер У. Аки, профессор физиологии и биофизики BUSM.

По словам исследователей, эта модель позволит лучше понять, как собираются эти мега-каналы, как они могут изгибаться и адаптироваться к изменениям в транспорте путём расширения центрального прохода. «Более того, мы впервые наблюдали несколько типов NPC в одной и той же клетке, что отражает способность этой сборки, подобной конструктору Lego, использовать взаимозаменяемые части для изменения своей архитектуры на стороне ядра. Эта адаптивность может играть роль в настройке функций этих машин для различных локальных условий на периферии ядра», — говорит Аки.

Учёные полагают, что эти результаты закладывают основу для исследований того, как вирусы могут захватывать этот важный путь, чтобы инфицировать клетки и изменять их физиологию, вызывая заболевание.

Результаты опубликованы в журнале Cell.