В основе каждой клетки нашего тела лежит клеточное ядро, плотная структура, содержащая нашу ДНК. Чтобы клетка могла нормально функционировать, ей необходимо окружить свое ядро защитной мембраной, но она должна открываться достаточно, чтобы позволить жизненно важным молекулам входить и выходить, поэтому мембрана пронизана сотнями крошечных ворот, известных как ядерные поры.В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Nature Nanotechnology, сообщается о ядерных порах в яйцах лягушек и показано, как эти поры могут действовать как сито с наддувом, фильтруя молекулы по размеру, а также по химическим свойствам.
Со-ведущий автор доктор Барт Хугенбум из Лондонского центра нанотехнологий (UCL Mathematics Physical Sciences), сказал: «Известно, что поры действуют как сито, которое может удерживать сахар, одновременно позволяя зернам риса просыпаться, но было неясно, как они смогли это сделать».Д-р Ариберто Фассати, со-ведущий автор из Центра Воля Вириона (UCL Infection Иммунитет), добавил: «Мы обнаружили, что белки в центре пор переплетаются достаточно плотно, чтобы образовать барьер, но не слишком плотно — как кусок спагетти.
Примечательно, что нити« спагетти »группируются вместе в точный путь, который позволяет небольшим молекулам и солям проходить через них без каких-либо проблем. Более крупные молекулы, такие как информационная РНК, могут проходить только в сопровождении молекул шаперонов. Эти шапероны, называемые рецепторами ядерного транспорта, обладают свойством смазывать цепи и расслаблять барьер, пропускающий более крупные молекулы. Это может происходить до нескольких тысяч раз в секунду ».
Раньше ученые понимали общую форму пор и то, что белковые структуры в их середине контролировали поток молекул, но не было известно, как они это делали. Некоторые теории предполагали, что поры действуют как щетка, а другие — как сито. Исследователи, стоящие за этим исследованием, говорят, что было трудно определить, что было правильным, из-за маленького размера и хрупкости пор и трудностей с поиском белков в порах.Команда использовала метод, известный как атомно-силовая микроскопия (АСМ), для изучения пор.
Подобно тому, как люди могут использовать свои пальцы для чтения шрифта Брайля, ощущая слова, а не видя их, атомно-силовые микроскопы перемещают крошечную иглу по поверхности образца, измеряя его форму и твердость. Этот метод был выбран по сравнению с другими методами, потому что поры слишком малы для оптической микроскопии и слишком гибки и подвижны для рентгеновской кристаллографии.«АСМ может выявить структуры гораздо меньшего размера, чем оптические микроскопы, — объяснил доктор Хугенбум, — но это скорее ощущение, чем зрение.
Хитрость заключается в том, чтобы надавить достаточно сильно, чтобы почувствовать форму и твердость образца, но не настолько сильно, чтобы вы его сломали. . Это медленный и кропотливый процесс, но он позволяет нам создавать гораздо лучшие карты небольших объектов, чем это возможно с помощью других методов — таким образом можно наблюдать даже отдельные атомы. Мы использовали его для успешного исследования мембраны, которая была очищены от ядра яиц лягушки, чтобы выявить структуру пор ».Помимо объяснения замечательных свойств ядерных пор и той роли, которую они играют в высших формах жизни, это исследование может также дать надежду на разработку новых противовирусных препаратов и улучшенных механизмов доставки для генной терапии.Д-р Фассати сказал: «Некоторые вирусы способны проникать в ядро клетки, обманывая белки в центре ядерных пор, позволяя им проникнуть внутрь.
Теперь, когда ядерные поры лучше изучены, могут появиться возможности для разработки лекарств, предотвращающих проникновение вирусов в это ядро. Возможно, также удастся улучшить дизайн существующих механизмов доставки генной терапии, чтобы лучше пересекать ядерные поры и доставлять их терапевтические гены в ядро ».
По материалам — https://yrodu.ru/
