Структура ключевого компонента иммунной системы человека раскрыта
Ключевой компонент иммунной системы человека, инфламмасома NLRP3, играет важную роль в борьбе с инфекциями. Однако её хроническая активация также связана с различными распространёнными заболеваниями, такими как болезни Альцгеймера, Паркинсона, рассеянный склероз, атеросклероз, подагра и диабет II типа.
Инфламмасома NLRP3 присутствует в основном в специализированных иммунных клетках крови и других тканей. Это плотный комплекс, в котором несколько белков взаимодействуют друг с другом.
Ключевой белок в этом комплексе известен под аббревиатурой ASC. В неактивированных иммунных клетках он распределён однородно по всей клетке. При активации инфламмасомы NLRP3 весь белок ASC в клетке агрегирует в её комплекс. Под обычным флуоресцентным микроскопом меченый белок ASC выглядит как одно яркое, почти круглое пятно.
Из-за малого размера и высокой плотности этого ASC-пятна (speck) учёные не могли выяснить детали его структуры внутри клеток. В научной литературе предлагались разные модели, но целостного понимания не было.
Международная команда исследователей, включая группы профессоров LMU Дона Лэмба, Ральфа Юнгманна и Файта Хорнунга, теперь визуализировала 3D-структуру ASC-пятна внутри клеток с помощью различных методов флуоресцентной микроскопии.
Опубликованное в журнале iScience, их исследование показывает, что ASC-пятно имеет аморфную структуру с плотным ядром, от которого филаменты простираются в периферию. Чтобы полностью пометить и визуализировать структуру, исследователям пришлось объединить два разных подхода. Они метили менее плотную периферию ASC-пятна антителами, а плотную внутреннюю часть — нанотелами.
«Когда мы использовали только один из методов мечения, это приводило к артефактам и, следовательно, к данным, которые были бы ложно интерпретированы», — говорит профессор Кристиан Зибен из Центра исследования инфекций Гельмгольца в Брауншвейге.
«Комбинируя два подхода, мы смогли преодолеть это ограничение», — добавляет Лэмб. Это важное понимание для визуализации плотных структур с помощью высокоразрешающей флуоресцентной микроскопии в целом. Элегантный анализ изображений большого количества ASC-пятен также указывает на то, что по мере накопления белка ASC внутри пятна, оно почти не растёт в размерах, а в основном становится плотнее.
«Наши результаты разрешают существующие противоречия в отношении структуры ASC-пятна и являются важным шагом на пути к полной визуализации инфламмасомы в клетках», — говорит доктор Иво Глюк, первый автор нового исследования.
«Этих результатов можно было достичь только благодаря международному сотрудничеству ведущих исследователей в областях флуоресцентной микроскопии и биологии инфламмасом. Это яркий пример современных междисциплинарных исследований, которые дали важные идеи для нескольких областей», — добавляет Лэмб.