Как клетки меняют своё мнение и сохраняют незавершённую работу

Клетки формируют стрессовые гранулы — плотные скопления РНК и белков, известные как биомолекулярные конденсаты — в ответ на стресс (например, высокую температуру или нехватку питательных веществ). Новое исследование Чикагского университета показывает, что клетки используют эти конденсаты для сохранения незавершённых матричных РНК (mRNA), чтобы переключиться на приоритетные стрессовые сообщения.

«Это то, как клетки меняют своё мнение», — говорит старший автор исследования Д. Аллан Драммонд, доктор философии.

Сохранение «работы в процессе»

Ранее считалось, что стрессовые гранулы — это побочный эффект остановки трансляции белков при стрессе. Однако Драммонд и его команда, изучая клетки дрожжей, обнаружили, что в конденсаты попадают все mRNA, существовавшие до стресса, независимо от их длины или последовательности. Исключение составляли только новосинтезированные mRNA, произведённые уже после начала стресса.

Это указывает на целенаправленный процесс: клетка «откладывает в архив» всю предыдущую работу (mRNA), чтобы освободить ресурсы для новой, стресс-релевантной.

Миниатюрные конденсаты для повседневных процессов

Исследователи также обнаружили, что помимо крупных стрессовых гранул, клетки постоянно формируют множество мелких конденсатов (TIICs). Они образуются при любой, даже кратковременной, паузе в трансляции белков — не только во время стресса, но и в ходе обычных биологических процессов.

Эксперименты с блокировкой трансляции и препаратами, препятствующими образованию стрессовых гранул, подтвердили, что TIICs формируются всегда при остановке трансляции.

«Образование этих конденсатов не зависит конкретно от стресса. В любое время, когда происходит временная пауза в трансляции, молекулы попадают в один из этих маленьких наноконденсатов», — объясняет Драммонд.

Новое понимание клеточной логики

По мнению учёных, конденсаты служат клетке адаптивным инструментом для перераспределения клеточного материала в пространстве и времени — для хранения mRNA «на потом» или их утилизации.

«Раньше думали, что клетки страдают от побочных эффектов. Теперь мы видим, что клетка точно знает, что делает. Она использует эти конденсаты запрограммированным образом, не только как ответ на стресс, но и для достижения своих целей», — заключает Драммонд.

Исследование опубликовано в журнале Molecular Cell.