Учёные разгадали загадку клеточной биологии, над которой бились десятилетиями
Исследователи из EMBL Heidelberg выяснили, как функционирует белковый механизм, позволяющий клеткам поглощать молекулы в процессе эндоцитоза.
Эндоцитоз — это процесс, при котором клетки захватывают молекулы и втягивают их внутрь, где те выполняют различные функции. Этот процесс включает образование вмятины в клеточной мембране, которая углубляется и в итоге замыкается, образуя сферический везикул внутри клетки. Ключевую роль играет формирование решётчатой белковой оболочки (коата) на поверхности мембраны везикула. Однако точная функция этого коата оставалась предметом споров. Даже для наиболее изученного коат-белка, клатрина, существовало две конкурирующие модели.
- Модель изгиба: плоская клатриновая решётка сначала собирается, а затем изгибается, оборачивая формирующийся везикул.
- Модель прямого сборки: клатрин собирается непосредственно, принимая форму втягивающейся мембраны.
Хотя вторая модель была более общепринятой, новое исследование, опубликованное в Science, показывает, что верна первая. В экспериментах использовали линии человеческих клеток, в которых сайты эндоцитоза были помечены флуоресцентным маркером.
С помощью 3D-электронной микроскопии были получены изображения этих сайтов. Вычислительный анализ показал, что площадь поверхности клатринового коата не меняется в процессе эндоцитоза — меняется только его кривизна по мере втягивания мембраны.
«Наши результаты удивительны, потому что белкам приходится претерпевать сложные геометрические преобразования, чтобы перейти от плоской к изогнутой форме. Именно поэтому вторая модель так долго была популярна среди учёных», — отметил Джон Бриггс, старший научный сотрудник EMBL Heidelberg.
Следующий этап исследования — выяснить, как именно происходит эта перестройка, и изучить влияние поглощаемых молекул на действие клатрина. Это поможет лучше понять весь процесс эндоцитоза.