Учёные зафиксировали движение частей портала в ядро клетки

Ядро клетки надёжно защищено двойной мембраной для сохранения своей самой чувствительной части — ДНК. Всё, что входит или выходит, должно проходить через ядерные поры — цилиндрические структуры, состоящие из сотен белков. Учёные достигли больших успехов в определении архитектуры поры, реконструируя каждую из её частей в лаборатории. Однако им было сложно понять, как эти части работают вместе — является ли пора пассивным каналом или динамичной, гибкой структурой.

Чтобы выяснить это, исследователи из лаборатории Санфорда М. Саймона в Рокфеллеровском университете разработали метод отслеживания движений белков в ядерной поре, пока она выполняет свою работу внутри живой клетки. Их результаты, опубликованные в eLife, показывают, что белки, образующие внутреннее кольцо поры, постоянно меняют свою ориентацию, пропуская груз, что изменяет всю конформацию канала.

«Это говорит о том, что она может работать как игрушка-ловушка для пальцев», — говорит Саймон.

Для исследования учёные внедрили флуоресцентные химические метки в белки ядерной поры. Эти маркеры светятся только тогда, когда на них падает свет под углом, параллельным их направлению. Наблюдая за испускаемым светом, исследователи могут определить точную ориентацию белка или даже его субдоменов.

Затем команда манипулировала объёмом транспорта груза через пору и наблюдала за движением белков. В то время как большинство компартментов ядерной поры были статичны, белки внутреннего кольца быстро переключались между двумя ориентациями. «Если мы останавливали транспорт, они оставались в одной ориентации. Если мы его запускали — они переключались», — объясняет Саймон.

Метод, называемый флуоресцентной поляризационной микроскопией, можно использовать для изучения многих других молекулярных структур с движущимися частями. «Структура может вести себя совершенно иначе, когда её извлекают из естественного контекста, — говорит Джоан Пулупа, бывшая аспирантка лаборатории Саймона, а ныне постдок в Колумбийском университете. — С этим подходом мы можем изучать структуры не только in vitro, но и внутри живых клеток, пока они активны и выполняют свою работу».