Ученые показали, как белки и лекарства проникают в ядро клетки

Исследователи из Еврейского университета Иерусалима совместно с международной командой разобрались, как работают поры в ядре клетки. Это необходимо для создания препаратов, воздействующих на ДНК.

Международная команда микробиологов показала, как работают поры в мембране клеточного ядра. Оказалось, что внутренняя структура пор не является жесткой, напротив, она динамична и постоянно перестраивается. Работа опубликована в журнале Nature Cell Biology.

Ядерные поры можно сравнить с системой безопасности банковского хранилища: только белки с правильным "ключом", то есть в комплексе со специализированными транспортными белками, получают доступ внутрь ядра. Этот контроль критически важен для связи между геномом и клеточными механизмами и для безопасности ДНК. Транспортный канал поры выстлан гибкими белковыми "нитями", которые создают избирательный барьер. До сих пор тонкая организация пор ускользала даже от мощнейших электронных микроскопов.

Команда использовала высокоскоростную атомно-силовую микроскопию для съемки наномасштабных движений с миллисекундным разрешением непосредственно внутри поры. Исследователи обнаружили подвижную центральную пробку, состоящую из динамичной смеси транспортных белков, молекул-грузов и белковых нитей. Нити "тянутся" к центру канала, где переплетаются с транспортными белками, создавая самоорганизующуюся пробку. Эта пробка создает барьер и одновременно обеспечивает быстрый отбор белков, которым "разрешено" проходить в ядро.

Ученые подчеркивают, что открытие особенно важно для разработки лекарств, которые должны проникать в ядро, например, противоопухолевых средств, разрушающих ДНК раковых клеток, или генной терапии, "исправляющей" ДНК. Понимание динамической природы пор поможет создавать молекулы-доставщики, эффективно проникающие в ядро клетки. Исследование также объясняет, как нарушения в работе пор могут приводить к заболеваниям.