Ученые впервые «увидели» двухслойную структуру ядер клеток

Используя сверхчувствительную микроскопию, ученые из Университета Питтсбурга и Университета Карнеги-Меллон сделали фундаментальное открытие о структуре ядерной оболочки. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Открытие двухслойной ламины

Исследователи под руководством Куасара Падиата и Янга Лю применили метод сверхразрешающей микроскопии STORM (stochastic optical reconstruction microscopy) для изучения ядерной ламины — белкового каркаса, придающего ядру форму.

К удивлению ученых, они обнаружили, что ламина состоит из двух отдельных сетей:

• Внешний слой — более рыхлая сеть из белка ламин B.
• Внутренний слой — более плотная сеть из белка ламин A.

Ранее с помощью обычной световой микроскопии такое разделение увидеть не удавалось.

Функция и механика слоев

В сотрудничестве с Крисом Далом, изучающим механику ядерных мембран, команда исследовала поведение слоев под давлением. Оказалось, что при сжатии клетки:

• Внешний рыхлый слой ламин B1 истончается.
• Внутренний слой ламин A выпячивается по осям ядра.

Ученые полагают, что эта двухслойная система позволяет ядру безопасно деформироваться, когда клетка сжимается, например, при прохождении через узкие кровеносные сосуды или межклеточные пространства, предотвращая повреждения.

Связь с генетическим заболеванием

Исследование началось с изучения аутосомно-доминантной лейкодистрофии с вегетативной дисфункцией (ADLD) — фатального генетического заболевания, при котором у пациентов есть лишние копии гена, кодирующего ламин B1.

Теперь, имея возможность детально изучать архитектуру ядра, ученые планируют исследовать, как избыток ламина B влияет на клетки мозга при ADLD и других заболеваниях ламины, особенно в процессе старения.