Учёные создали полые сферические везикулы из белка и РНК

Исследователи получили полые сферические структуры — везикулы — из белков и РНК. Эти пузырьки формируются спонтанно при смешивании определённых молекул белка и РНК в водном буферном растворе.

Потенциал и преимущества

Везикулы могут стать биологическими накопительными компартментами и альтернативой классическим липидным везикулам.

• Применения: целевая доставка лекарств, высвобождение пестицидов, исследование клеточной биологии.
• Ключевое отличие: они не состоят из липидов.
• Преимущества: формируются из естественных белков и нуклеиновых кислот, что может снизить проблемы токсичности по сравнению с синтетическими полимерами.

Как создавали везикулы

Учёные смешали природные катионные белки с РНК в буферном растворе. В зависимости от концентрации компонентов образовывались:

• Жидкие капли (конденсаты) — при одних концентрациях.
• Пузырьковые везикулы — при других.

Команда определила условия для формирования каждой структуры. Эксперименты и симуляции показали, что комплекс белок-РНК стабилизируется за счёт баланса слабого электростатического притяжения, отталкивающих взаимодействий и энтропии цепи.

Дальнейшие шаги и открытия

После выявления принципа формирования учёные создали аналогичные полые структуры из других строительных блоков: дизайнерских полипептидов и синтетических полимеров. Это демонстрирует широкий потенциал технологии.

Исследование началось с наблюдения нестабильных пузырьков внутри белково-РНК капель, что привело к целенаправленному созданию стабильных везикул. Работа расширяет понимание того, как подобные компартменты образуются в клетках.

Важный вывод: формирование везикулярной геометрии, напоминающей мембраны, из белков и РНК, указывает на новые, ранее неизвестные возможности создания мембраноподобных барьеров в биологических системах помимо липидов.

Исследование опубликовано 22 июня в Proceedings of the National Academy of Sciences. На технологию подана предварительная заявка на патент.