Биомолекулярные конденсаты внутри клеток оказались структурированными

Каждая клетка содержит миллионы белковых молекул. Некоторые из них способны к фазовому разделению, образуя внутри клетки компартменты без мембран, называемые биомолекулярными конденсатами. Долгое время считалось, что эти конденсаты не имеют внутренней структуры и представляют собой просто растворимые в растворе белки.

Исследовательская группа под руководством Рохита Паппу, профессора биомедицинской инженерии в McKelvey School of Engineering при Университете Вашингтона в Сент-Луисе, и Энтони Хаймана, директора Института молекулярной клеточной биологии и генетики Общества Макса Планка (MPI-CBG) в Дрездене, обнаружила, что в конденсатах существует релевантная структура.

Результаты, полученные в сотрудничестве с учёными из Кембриджского университета, Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе и Дрезденского технического университета, были опубликованы 5 июля 2022 года в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Команда обнаружила, что белки формируют динамические структуры при концентрациях, слишком низких для образования конденсатов. «Благодаря специфическим взаимодействиям можно создать множество небольших "кластеров"», — сказал Паппу. — «Кластеры имеют структуру, и эта структура кодирует функцию».

«Знание о существовании таких кластеров открывает дверь для оценки их функциональной значимости», — сказал Хайман, чья исследовательская группа первоначально открыла, насколько широко распространены конденсаты и как они важны для клеточных функций.

Функция этих белковых кластеров всё ещё неизвестна и станет предметом будущих исследований. «Наши результаты подчёркивают всё многообразие видов, которые могут образовываться белками, запускающими фазовое разделение. Очевидно, что следующие шаги требуют определения функций кластеров в недонасыщенных растворах, поскольку концентрации, при которых они образуются, релевантны в живых клетках», — отметил Паппу.

«Без чертежа мы не можем описать клеточный процесс».