Первые 3D-изображения гигантской молекулы

Учёным из Вюрцбурга и Монпелье удалось впервые создать трёхмерную модель всего белкового комплекса SMN (Survival Motor Neuron), что раньше было невозможно из-за его высокой гибкости и изменчивой формы. Результаты, опубликованные в журнале Nucleic Acids Research как «прорывная статья», помогут понять механизм работы комплекса и причину развития спинальной мышечной атрофии, вызванной его нехваткой.

Разрешение до миллионной доли миллиметра

Традиционные методы структурного анализа, такие как криоэлектронная микроскопия, эффективны для жёстких структур, но не подходят для гибкого и динамичного SMN-комплекса. Этот комплекс играет центральную роль в клетках, поддерживая формирование молекулярных машин, необходимых для экспрессии генов.

Комбинация методов как ключ к успеху

Для решения проблемы учёные использовали интегративный структурно-биологический подход:

• Объект исследования: SMN-комплекс дрожжей Schizosaccharomyces pombe, который менее сложен и динамичен, чем человеческий аналог.
• Рентгеноструктурный анализ: визуализация отдельных ключевых участков комплекса.
• Маллоугловое рассеяние рентгеновских лучей: характеристика всего комплекса и его динамичных, неупорядоченных участков.
• Биоинформатическое 3D-гомологическое моделирование: реконструкция недостающих фрагментов.

По словам руководителя группы структурного анализа доктора Клеменса Гримма, такая комбинация методов будет набирать популярность, так как позволяет достичь ранее невозможных результатов.

Осьминог с гибкими щупальцами

Полученная модель объясняет функцию комплекса. Подобно осьминогу, центральное «тело» SMN-комплекса имеет длинные и гибкие «щупальца». Они позволяют ему захватывать белки и собирать их вместе с другими биомолекулами в функциональные молекулярные машины.

Модель также проливает свет на развитие спинальной мышечной атрофии. Мутации, вызывающие болезнь, концентрируются в центральном теле комплекса, препятствуя его полноценной сборке и выполнению функций в клетке.