Какие правила управляют структурой безмембранных органелл?
В клетках многие важные биохимические функции происходят внутри сферических камер, состоящих из белков и РНК. Эти компартменты похожи на специализированные комнаты в доме, но их архитектура радикально отличается: у них нет стен. Вместо этого они принимают форму жидких капель без мембраны, формируясь спонтанно, подобно каплям масла в воде.
Исследование, опубликованное 8 февраля в Nature Communications, изучает, как эти компартменты, также известные как безмембранные органеллы (membraneless organelles, MLOs) или биомолекулярные конденсаты, образуются и самоорганизуются.
Физические правила организации
Исследование описывает физические правила, контролирующие расположение различных типов синтетических MLO, созданных с использованием всего трёх видов строительных материалов: РНК и двух разных белков — прион-подобного полипептида (prion-like polypeptide, PLP) и богатого аргинином полипептида (arginine-rich polypeptide, RRP).
Ключевые факторы, регулирующие архитектуру:
- Количество РНК в смеси помогает регулировать морфологию органелл.
- Аминокислотная последовательность вовлечённых белков.
"Эти два фактора влияют на то, насколько липкими являются поверхности конденсатов, меняя их взаимодействие с другими каплями", — говорит Прия Банерджи, один из старших авторов статьи.
Значение для биологии клетки
Исследование проводилось на модельных системах в растворе, но следующий шаг — проведение аналогичных исследований внутри живой клетки.
"Принципы, которые мы здесь раскрываем, вносят вклад в базу знаний, которая улучшит понимание в этой области", — отмечает Банерджи.
Исследования MLO могут привести к прогрессу в таких областях, как создание синтетических клеток или новых материалов для доставки лекарств.
"Мы находимся в процессе изучения биомолекулярной грамматики, которая может быть универсальным языком, используемым клетками для управления своей внутренней сложностью", — говорит другой старший автор, Давит Потоян.