Биологи разгадали тайну ядерного кольца

Исследователям из Европейской лаборатории молекулярной биологии удалось определить строение одной из самых сложных белковых структур в клетке, которая образует внутреннее кольцо ядерной поры — канала, соединяющего цитоплазму с внутренним содержимым ядра. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Мембрана ядра клетки обычно содержит сотни ядерных пор, которые играют роль в транспорте сотен тысяч молекул, проходящих через них каждую минуту. Их также используют вирусы, чтобы ввести свой генетический материал в организм клетки-хозяина. За годы исследований ученые смогли понять, из чего состоят ядерные поры, однако до сих пор имели смутное представление о том, как складываются их отдельные элементы.

Пора состоит из множества копий примерно 30 различных белков, называемых нуклеопоринами. Они образуют сложную структуру, которая состоит из нескольких колец. Цитоплазматическое кольцо находится с наружной стороны ядра и контактирует с цитоплазмой, ядерное кольцо расположено на противоположной стороне ядерной мембраны. Между этими кольцами лежит еще одно кольцо — внутреннее. Именно о строении последнего химикам и молекулярным биологам долгое время было неизвестно.

Чтобы выяснить, как белковые компоненты образуют внутреннее кольцо, ученые воспользовались методами компьютерного моделирования, совмещенными с масс-спектрометрией и криоэлектронной томографией. Шаг за шагом ученые реконструировали кольцевую структуру, объединяя друг с другом сотни молекул, которые были подобны элементам сложной мозаики.

Исследователи обнаружили, что, несмотря на другие типы белковых единиц, в основе архитектуры кольца лежал тот же принцип, что и в других кольцах системы. По словам ученых, понимание того, как отдельные элементы структуры взаимодействуют друг с другом, может помочь понять эволюцию ядерных пор на ранних этапах развития эукариотических клеток.