Расшифрованы чертежи для строительства ядерных пор

Исследователи под руководством Альвина Кёлера из лабораторий Макса Ф. Перуца (MFPL) Венского университета и Венского медицинского университета выяснили новые детали о том, как строятся ядерные поры в ядерной оболочке. Ядерные поры регулируют обмен макромолекулами между внутренней частью ядра, где хранится генетическая информация, и цитоплазмой, где эти "чертежи" используются для производства клеточных компонентов. Более миллиона макромолекул транспортируется через 3000–4000 ядерных пор в человеческом ядре каждую минуту. Этот обмен — жизненно важная функция, а ошибки транспорта связаны с раком, старением и аутоиммунными заболеваниями. Результаты исследования опубликованы в журнале Developmental Cell.

Ядро окружено двойной мембраной. Ядерные поры — это гигантские белковые комплексы, образующие высокоселективный канал, который пронизывает всю ядерную мембрану, расширяясь внутри ядра в структуру, похожую на баскетбольную корзину ("ядерная корзина").

Ранее считалось, что "корзина" служит в основном док-станцией для транспортируемых грузов (например, рибонуклеиновых кислот). Однако, когда учёные сверхэкспрессировали белки корзины (позволили клетке производить их в избытке), они наблюдали драматические изменения структуры ядра: ядерная мембрана была сильно деформирована по сравнению с нормальной сферической формой.

Это навело на мысль, что "белки корзины" могут непосредственно связываться с ядерными мембранами и моделировать их. Для образования новой ядерной поры в двойной мембране сначала необходимо создать в ней "отверстие": две мембраны должны сблизиться, выгнуться и, наконец, слиться.

Эксперименты показали, что белки корзины могут деформировать мембраны даже в пробирке. Более того, без этих белков ядерные мембраны становятся нестабильными, а ядра — сильно деформированными.

Эти данные подтверждают гипотезу, что белки корзины — не просто док-станции, а активные помощники в преобразовании ядерной мембраны для строительства ядерной поры.

Новые результаты не только углубляют понимание сложных молекулярных ворот, но и в долгосрочной перспективе помогут в исследовании роли ядерных пор в процессах рака и старения.