Мониторинг белков ядерных пор в реальном времени

Ядерный поровый комплекс (NPC) в клетках человека контролирует транспорт молекул между ядром и цитоплазмой. Он состоит из белков-нуклеопоринов. Некоторые из них, так называемые FG-NUP, относятся к классу внутренне неупорядоченных белков (IDP) и способны к жидкофазному разделению (LLPS), не имея чёткой третичной структуры.

Используя высокоскоростную атомно-силовую микроскопию (HS-AFM), Ричард Вонг и его коллеги получили новые данные о пространственно-временной структуре FG-NUP. Этот метод позволяет получать «видео» эволюции структуры поверхности, преобразуя силу, действующую на зонд, в измерение высоты.

Учёные изучили FG-NUP в нормальных клетках толстой кишки, а также в клетках и органоидах колоректального рака. Они измерили несколько свойств молекул, включая скорость удлинения филаментов FG-NUP, их углы изгиба и образование узлов.

Ключевые выводы:

• В нормальных клетках FG-NUP демонстрировали меньшую конформационную динамику.
• В раковых клетках структура так называемой центральной пробки меньше и не может так легко образовывать филаментные структуры, как в нормальных клетках — это открытие имеет высокую клиническую значимость.
• Получены убедительные доказательства, что центральная пробка по крайней мере частично состоит из FG-NUP.

Работа также демонстрирует, что HS-AFM способна визуализировать движение филаментов FG-NUP в реальном времени. Учёные отмечают, что био-рециклированные наноматериалы (такие как нанопоры NPC), полученные непосредственно из клеток и органоидов, имеют преимущества биосовместимости по сравнению с другими инженерными наноматериалами (например, углеродными нанотрубками), открывая новые возможности для нано-тканевой инженерии.