Копия генетического материала путешествует в белковом «чемодане»
Ученые из Института физической и теоретической химии Боннского университета впервые в реальном времени засняли транспорт практически немодифицированного важного носителя информации в биологических клетках. Работа опубликована в авторитетном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Путь от ядра к цитоплазме
Генетический материал хранится в ядре клетки. Копии необходимой информации, состоящие из матричной РНК (mRNA), создаются постоянно. Эти копии случайным образом движутся к мембране ядра и через ядерные поры попадают в цитоплазму.
Наблюдения с помощью микроскопа
Для отслеживания пути отдельных молекул mRNA в живых клетках слюнных желез комара ученые модифицировали РНК так, чтобы она светилась при освещении лазером. Наблюдения велись со скоростью до 500 кадров в секунду на специально сконструированном высокочувствительном световом микроскопе с целевым освещением.
Ключевые этапы транспорта
Исследователи выяснили, что mRNA ненадолго задерживается у пор в ядерной мембране перед экспортом — возможно, для финального «контроля качества». Весь процесс экспорта длится от сотых долей секунды до нескольких секунд. Для крупных молекул mRNA он, вероятно, занимает больше времени, чем для мелких.
Эффективность и механизм
Лишь примерно каждое четвертое столкновение прибывающей mRNA с ядром приводит к успешному экспорту. Различаются краткие столкновения с мембраной (без попадания в пору) и медленно прерывающиеся транспорты (возможно, из-за неудачного контроля качества).
РНК упакована для транспорта в своеобразный белковый «чемодан» значительного размера. Существует гипотеза, что помощники с внешней стороны ядра «вытягивают» этот комплекс через поры, которую авторы работы сейчас проверяют.
Значение исследования
Вопрос о том, как mRNA выходит из ядра в клетку, имеет фундаментальное значение для биологии. В отличие от предыдущих исследований (США, Израиль), где mRNA модифицировали добавками, удваивавшими объем молекул, боннская группа изменила РНК незначительно, что отмечает в своем комментарии профессор Тор Педерсон.