В то время как не без противоречия, эта идея покорила цитобиологию. В прошлое десятилетие ученые наблюдали белок и сжатие молекул РНК в капельки или конденсаты без мембран, во многих видах клеток, от бактериального до человека. Они также отметили, что те же самые белки, которые формируют жидкие капельки в здоровых клетках, могут «solidfy» в контексте болезни, такой как нейродегенеративные расстройства.
Но то, что заставляет определенные молекулы объединиться в той же самой капельке, в то время как другие исключены, было не объяснено.На этой неделе в Науке, команда показывает впервые, что молекулы РНК признают друг друга, чтобы уплотнить в ту же самую капельку из-за определенных 3D форм, которые принимают молекулы.
Ведущий автор исследования, Эми С. Глэдфелтер из Университета Северной Каролины, Чапел-Хилл, начал эту работу как часть HHMI / Летний Институт HCIA в MBL, группа из 70 ученых, которые исследовали эту появляющуюся парадигму клеточной организации более чем пять лет интенсивного, синергетического исследования.Работая с клетками гриба, Gladfelter (Товарищ MBL), Эрин М. Лэнгдон и коллеги показывают, что молекулы РНК заканчиваются в той же самой капельке, если их 3D структуры позволяют им связывать посредством дополнительного соединения основы.
«Молекулы РНК закончатся в различных капельках, если их вторичные (3D) структуры оградят взаимозависимость. Но с РНК, которые уплотняют в ту же самую капельку, действительно выставлены их дополнительные последовательности, таким образом, они могут найти друг друга и пару оснований, чтобы сделать взаимодействие высшего порядка», говорит Глэдфелтер.Это открытие важно в этом, оно показывает отборный механизм для формирования этих конденсатов белка РНК – какие ученые видят везде в клетках, но чья функция все еще неясна.
Конденсаты могут служить «суровыми испытаниями» для усиления биологических реакций, концентрируя определенные молекулы вместе. Или они могут изолировать молекулы, в которых клетка не нуждается для конкретного биологического процесса.Глэдфелтер ранее продемонстрировал в грибе, что очень важно, что клетка подвергается жидко-жидкому разделению фазы для двух различных биологических процессов, чтобы произойти. «Но нам нужно больше примеров того, где это действительно имеет значение для функции клетки», говорит Глэдфелтер. Области нужны доказательства, «что это не просто что-то, что могут сделать белки и РНК, но и та природа выбрала для нее», говорит она.
Есть также признаки, что переход этих жидких конденсатов к более твердому состоянию может быть фактором при болезнях скопления белка, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и болезни Хантингтона, АЛЬС и прионные болезни. Текущее открытие, Глэдфелтер говорит, «помогает нас понять, как правильные компоненты приняты на работу к капелькам, таким образом, клетки могут потенциально избежать этого перехода к отклоняющемуся, твердотельному».