Шаг за шагом: Молекулы-моторы используют случайные блуждания для доставки грузов в живых клетках

Клетки полагаются на крошечные молекулярные моторы для доставки грузов, таких как mRNA и органеллы. Критическая важность этой транспортной системы подтверждается тем, что её нарушение из-за генетических дефектов приводит к смертельным заболеваниям у людей. Хотя учёные выделяли эти моторы для изучения в контролируемой среде вне клетки, отслеживать их работу в естественной среде — живой клетке — было сложно.

Две статьи, опубликованные Cell Press в Biophysical Journal, используют невероятно маленькие светящиеся «квантовые точки» для отслеживания движений миозина V в живых клетках. Обе исследовательские группы независимо сообщают, что молекулы миозина V переносят свой груз (квантовые точки) либо по прямой линии, либо подобно «пьяной походке».

Миозин V — это молекула-мотор, которая «шагает» подобно человеку по актиновым филаментам, образующим плотную перекрёстную сеть внутри клетки. Ключевая особенность этих моторов — способность проходить большие расстояния, не сходя с трека. Однако этого никогда не наблюдали внутри клеток. Присоединив квантовые точки непосредственно к отдельной молекуле миозина V, обе команды с помощью сложных микроскопов и чувствительных камер впервые в клетках зафиксировали шаги мотора длиной 72 нанометра.

В результатах, опубликованных 20 мая 2009 года в Biophysical Journal, доктор Джованни Каппелло из Института Кюри (Париж, Франция) отследил движение отдельных молекул миозина V внутри живых клеток HeLa. Он и коллеги сообщили, что миозин V может транспортировать груз на большие расстояния, не сходя с трека, со скоростями, превышающими ожидаемые на основе более ранних исследований.

Доктор Дэвид Уоршоу и коллеги из Медицинского колледжа Университета Вермонта использовали квантовые точки для наблюдения за активностью миозина V в клетках COS-7. Их результаты, опубликованные 22 июля 2009 года, предполагают, что кажущаяся «пьяная походка» миозина V на самом деле — это его повороты почти на каждом пересечении плотной и случайно ориентированной внутриклеточной актиновой сети.