Обнаружена структура биомолекулярных конденсатов внутри клеток

Каждая клетка содержит миллионы белковых молекул. Некоторые из них обладают способностью разделяться на фазы с образованием немембранных компартментов, называемых биомолекулярными конденсатами, внутри клетки. Долгое время предполагалось, что в основе этих конденсатов нет никакой другой структуры, а есть только растворимые в растворе белки.

Исследовательская группа под руководством Рохита Паппу, заслуженного профессора биомедицинской инженерии Джина К. Беара в Инженерной школе Маккелви Вашингтонского университета в Сент-Луисе, и Энтони Хаймана, директора Института молекулярно-клеточной биологии и генетики им. Макса Планка в Дрездене, Германия, обнаружил, что на самом деле существует соответствующая структура, лежащая в основе конденсатов.

Открытие, полученное в сотрудничестве с учеными из Кембриджского университета, Дюссельдорфского университета имени Генриха Гейне и Дрезденского технического университета, было опубликовано 5 июля 2022 года в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Используя темнопольную микроскопию, исследователи отслеживали движение белков в растворе. Они обнаруживают, что скопления белков в растворе в целом невелики. Исследователи обнаружили, что кластеры составляют около 1% от общего объема раствора, даже при концентрации белка чуть ниже уровня насыщения, при котором образуются конденсаты.

Команда обнаружила, что белки образуют динамические структуры при концентрациях, слишком низких для образования конденсатов.

Из-за специфических взаимодействий вы можете создать множество небольших «кластеров. Кластеры имеют структуры, а структуры кодируют функцию

сказал Паппу.

Знание того, что такие кластеры существуют, открывает двери для оценки их функциональной значимости,

сказал Хайман, чья исследовательская группа отвечала за первоначальное открытие того, насколько широко распространены и релевантны конденсаты для клеточной функции.

Функция этих белковых кластеров до сих пор неизвестна и станет предметом будущих исследований.

Наши результаты подчеркивают совокупность видов, которые могут образовываться с помощью белков, являющихся движущей силой разделения фаз. Очевидно, что следующие шаги требуют, чтобы мы определили функции кластеров в ненасыщенных растворах, потому что эти концентрации, при которых они образуются, актуальны для живых клеток. Без схемы мы не можем описать клеточный процесс

сказал Паппу.