Учёные впервые создали карту клеточных конденсатов, связанных с раком и болезнью Альцгеймера

Биомолекулярные конденсаты представляют собой подвижные скопления в клетках, которые структурируют их содержимое, концентрируя молекулы ДНК, РНК и белков в ключевых областях. Несмотря на их значимость, долгое время эти структуры оставались загадочными из-за своего микроскопического размера, недоступного для традиционных методов микроскопии.

Изначально, эти конденсаты назывались «жидкими», поскольку некоторые из них могли сливаться, стекать или перемещаться по аналогии с каплями воды на стекле. Однако, результаты исследований показали, что их внутренняя структура больше напоминает хаотичную сеть, которая перестраивается в разных временных интервалах, делая их похожими по свойствам на тягучую субстанцию типа «лизуна».

Учёные разработали новый метод изучения этих структур. С помощью технологии сверхразрешающей микроскопии и флуорогенов — оптических меток, активируемых только в специфических химических условиях — удалось достигнуть беспрецедентного уровня детализации при исследовании конденсатов.

В отличие от традиционных методов, которые усредняют данные всех молекул, новая технология позволяет наблюдать за отдельными молекулами и их конгломератами. Используемые по отдельности флуорогены выступают в роли «маяков», которые светятся только при взаимодействии с узлами сети молекулы, где белки соединяются посредством специальных «стикеров» (взаимодействующих сайтов).

Взаимодействия, встроенные в белковые последовательности, превращают отдельные белки в узлы вязкоупругой сетки конденсатов. Флуорогены активируются исключительно при обнаружении таких узлов, что даёт возможность следить за их образованием, перемещением и распадом. Это позволяет избежать помех от множества сигналов, которые возникают в более традиционных подходах.

Использование сверхразрешающей микроскопии позволило учёным преодолеть дифракционный предел и впервые визуализировать внутреннюю организацию конденсатов в динамике.

Данное открытие играет ключевую роль в понимании участия конденсатов в развитии рака и нейродегенеративных заболеваний, где нарушения их функций оказывают значительное влияние. Новый метод предоставляет возможность разработать терапевтические стратегии, направленные на модификацию этих подвижных клеточных образований.

 

Источник: iXBT