Исследователи очерчивают архитектуру комплекса ядерных поры в дрожжевых клетках

        

Как островная нация, ядро ​​клетки имеет транспортную проблему. Эволюция приложила его к двойной мембране, ядерной оболочке, которая защищает ДНК, но также отсекает ее от остальной части клетки. Решение Nature является массивным – по молекулярным стандартам – цилиндрической конфигурацией, известной как ядерный пористый комплекс, через который перемещаются импорт и экспорт, связывая большую часть ячейки со штаб-квартирой.

В исследовании, описанном 14 марта в Nature ученые из Университета Рокфеллера и их коллеги определили архитектуру комплекса ядерных поры в дрожжевых клетках. Биологический план, который они раскрыли, разделяет принципы, которые иногда встречаются в гораздо большем масштабе в бетоне, стали и проволоке.

«Это напоминает нам подвесной мост, в котором сочетание прочных и гибких деталей создает стойкую к нагрузке структуру», – говорит Майкл П. Март, который руководил работой вместе с Брайаном Т. Чайтом

Комплекс поры содержит 552 компонентных белков, называемых нуклеопоринами, и ученые ранее не знали, как они все подходят друг другу. Для составления обширной карты этих предметов потребовалось сочетание подходов. Исследователи надеются, что эта новая молекулярная структура позволит новые исследования того, как функционирует ядерный портал, и как дефекты в нем приводят к заболеваниям, таким как рак.

Знак

Первоначально поровый комплекс возник, когда одноклеточные организмы – единственные живые существа в то время – приобретали специальные отсеки, содержащие органоподобные структуры, в том числе ядро, в котором хранится генетический код клетки.

Он служит не только как проводник к ядру, но и как контрольно-пропускной пункт, регулирующий то, что проходит и выходит. Генетические инструкции, транскрибируемые в РНК, позволяют выйти, например, в то время как белки, необходимые внутри ядра, могут войти. Другие вещи, такие как вирусы, склонные к захвату ячейки, находятся в страхе.

Маршрут и Чейт начали картировать эту древнюю структуру более 20 лет назад, зная, что проект может занять десятилетия, так как цель их любопытства нелегко определить.

Более трети комплекса поры могут перемещаться, и эта гибкость, а также огромный размер структуры и постоянный поток трафика, проходящего через нее, означают, что ни один подход к отображению этого не будет работать. «В итоге мы использовали все, на что мы могли бы положиться, собрали результаты и объединили их в единую структуру», – говорит Чайт, который является профессором Камеллы Рокфеллера и профессором Генри Дрейфуса.

Вместе с исследователями из Калифорнийского университета в Сан-Франциско; Медицинская школа Бостонского университета; и Медицинский колледж Бейлора, команда смогла определить тип и количество каждого нуклеопорина и их близость друг к другу, а также вес и форму всего комплекса.

Эти данные позволили им визуализировать анатомию многих отдельных компонентов пор и поместить их в комплекс поры. Они обнаружили сложную кольцевую структуру, содержащую жесткие диагональные колонны и гибкие соединители, которые вызывают башни и кабели из человеческих конструкций, таких как мост Золотые Ворота.

Результирующая карта – прорыв в ряду исследований с глубокой историей Рокфеллера. Пористый комплекс впервые появился в человеческом представлении в 1950-х годах, когда ученый университета Майкл Уотсон наблюдал небольшие плотности, рассеивающие поверхность ядерной оболочки. Примерно через два десятилетия лаборатория Гюнтера Блобэля, которая скончалась в прошлом месяце, была одной из первых, кто обнаружил отдельные nups, а затем определил их структуру.

Новая отправная точка

Когда дело доходит до пористого комплекса, дрожжи имеют значительное количество общего с нами. Когда команда сравнила свои данные со структурными данными из комплексов поры человека, они обнаружили сходные элементы, расположенные несколько иначе. Сходство говорит о том, что комплекс порошков дрожжей может быть полезен для исследований, относящихся к людям.

И есть много таких исследований. Дефекты в поровом комплексе и его компонентах связаны с множеством заболеваний, включая аутоиммунные расстройства и рак; Между тем вирусы развили способы проникнуть в прошлое. Но детали этих неисправностей и слепых пятен часто неясны.

Новая структура дрожжей может помочь. С его помощью команда обнаружила, что они могут отображать сайты, которые изменяются при некоторых раковых заболеваниях, – свидетельствуют, говорят они, что комплекс порошков поры может быть использован для проверки того, как факторы, такие как стресс, наркотики или мутации, изменяют структуру человека, и поэтому помогает усилия по пониманию и лечению болезней.

Источник:

https://www.rockefeller.edu/news/21521-scientists-map-portal-cells-nucleus/

      

Source link