Новый метод микроскопического анализа позволил обнаружить центральный адгезионный комплекс

Клетки организмов организованы в субклеточные компартменты, состоящие из множества отдельных молекул. Как эти отдельные белки организованы на молекулярном уровне, оставалось неясным из-за отсутствия подходящих аналитических методов. Исследователи из Мюнстерского университета вместе с коллегами из Института биохимии Макса Планка (Мюнхен, Германия) разработали новую методику, которая позволяет количественно оценивать молекулярную плотность и наномасштабную организацию отдельных белков внутри клеток. Первое применение этого подхода выявило комплекс из трёх адгезионных белков, который, по-видимому, имеет решающее значение для способности клеток прикрепляться к окружающей ткани. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Методология и результаты

Прикрепление клеток опосредовано многомолекулярными адгезионными комплексами, состоящими из сотен различных белков. Развитие микроскопии сверхвысокого разрешения (super-resolution microscopy), отмеченной Нобелевской премией в 2014 году, позволило идентифицировать основные структурные элементы внутри таких комплексов. Однако оставалось неясным, как отдельные белки собираются и совместно организуются в функциональные единицы. Лаборатории проф. Карстена Грашоффа (Институт молекулярной клеточной биологии, Мюнстерский университет) и проф. Ральфа Юнгманна (Институт биохимии Макса Планка, Мюнхен) разработали новый подход, позволяющий визуализировать и количественно оценивать такие молекулярные процессы даже в сильно переполненных субклеточных структурах.

«Существенное ограничение даже лучших методов микроскопии сверхвысокого разрешения заключается в том, что многие молекулы остаются необнаруженными. Поэтому практически невозможно делать количественные утверждения о процессах образования молекулярных комплексов в клетках», — объясняет Лиза Фишер, аспирант группы Грашоффа и первый автор исследования. Эту трудность удалось преодолеть с помощью комбинации экспериментальных контролей и теоретических соображений.

«Применяя наш новый аналитический метод, мы смогли получить доказательства существования давно предполагаемого тройного адгезионного комплекса. Мы уже знали, что каждая из этих трёх молекул очень важна для клеточной адгезии», — поясняет Фишер. «Однако не было ясно, собираются ли все три белка вместе, образуя функциональную единицу». Поскольку метод имеет широкую применимость, исследователи полагают, что многие другие клеточные процессы будут изучены с помощью новой процедуры анализа.