Ядерные поры увидели в рекордном разрешении

Группа ученых из Швейцарии и Израиля смогла с рекордным разрешением рассмотреть строение нуклеопоры — белкового комплекса, который контролирует перемещением генетического материала между ядром и остальной клеткой. Авторы использовали крио-электронную томографию, с помощью которой удалось различить детали размером до двух нанометров. Работа опубликована в Nature Communications.

Ученые исследовали нуклеопоры из яйцеклеток гладкой шпорцевой лягушки (Xenopus laevis). Сначала проводили шоковую заморозку в жидком азоте, что позволило зафиксировать структуру клеток в нативном, «живом», состоянии. Замороженные препараты изучали при помощи электронной томографии. Окончательные трехмерные изображения объединяли при помощи компьютерных алгоритмов из более 2000 томограмм.

По результатам исследователям удалось получить структуру белкового комплекса нуклеопор с разрешением в два нанометра. Этого уровня детализации оказалось достаточно, чтобы описать до сих пор не известные подробности структуры. Например, авторы уточнили структуру центрального канала поры, строение белковых субъединиц, а также провели сравнение нуклеопор лягушки и человека.

Предыдущие исследования нуклеопор позволили выделить определенные архитектурные мотивы в их структуре. Однако впервые ученым удается получить эти данные с молекулярным разрешением. Новые данные могут предоставить важную информацию о механизмах транспорта в эукариотических клетках.

Нуклеопоры — это крупные белковые комплексы, образующие каналы в оболочке ядра. В их функции входит транспорт нуклеиновых кислот и белков между цитоплазмой и ядром. В состав типичной нуклеопоры входит до 30 различных белков. Нуклеопоры занимают центральное место в появлении ядерных организмов, так как без них ядро не могло сформироваться. По одной из современных гипотез, появление нуклеопор было связано с необходимостью ограничить транспорт генетического материала митохондрий в ядро.