Исследование тайны клеточной биологии может раскрыть причины болезни Альцгеймера и других заболеваний
В 1980-х профессор Леонард Роум и его тогдашний постдок Нэнси Кедериша открыли вов-частицы (vaults) — естественные наночастицы размером в нанометры, состоящие в основном из белков и присутствующие в тысячах экземпляров в каждой клетке тела.
С тех пор команда Роума научилась создавать пустые вов-частицы в лаборатории из их белковых компонентов. Это позволило разработать их как систему высокоточного доставки лекарств: в полые частицы можно поместить лекарственные молекулы, ввести их в организм и направить к конкретным клеткам для высвобождения препарата. Технология коммерциализируется.
Однако оставался неясным вопрос, как естественные вов-частицы изначально формируются внутри клеток. Теперь команда Роума из Калифорнийского нанотехнологического института UCLA, похоже, решила эту загадку.
В исследовании, опубликованном в журнале ACS Nano, группа под руководством первого автора, постдока Яна Мразека, представила данные, свидетельствующие о том, что полирибосомы — маленькие молекулярные машины, считывающие генетическую информацию и синтезирующие белки — работают как 3D-принтеры. Они не только создают и связывают белки, но и правильно формируют из них структуру вов-частиц.
«Эта идея требует дальнейших исследований и подтверждения, но это очень элегантная модель, и мы убеждены, что она объясняет, как формируются вов-частицы», — сказал Роум. — «Если модель верна, она раскрывает нечто новое в клеточной биологии: у полирибосом, известных уже 50 лет, есть ранее неизвестная функция. А именно, они организуют сборку макромолекулярных комплексов, таких как вов-частицы и другие структуры клетки, состоящие из множества белков».
Мразек отметил, что эта возможная функция полирибосом может также дать новое понимание агрегации белков — слипания деформированных белков, происходящего при таких заболеваниях, как Альцгеймер, Паркинсон и боковой амиотрофический склероз (БАС).
«Если белок синтезирован неправильно, возможно, эти деформации могут нарушить направляемую полирибосомами сборку макромолекул», — пояснил Мразек. — «Как только вы понимаете, что в клетке есть машина, направляющая формирование этих комплексов, вы можете увидеть, где эта машина может дать сбой. Изучая нанотехнологии, мы обнаружили нечто неизвестное в базовой клеточной биологии, что может иметь более широкие последствия».