Биомолекулы

Любая клетка имеет мембрану, состоящую из двойного слоя липидов со встроенными в него белками. Разумеется, клетка должна обмениваться с окружающей средой сигналами и веществами. Малые молекулы просто диффундируют через мембрану или проникают через особые белковые каналы. Но как быть с более крупными молекулами — например, с небольшими белками? Для этого существует специальный путь — эндоцитоз. В общем случае его схема выглядит так: от клеточной мембраны отпочковывается пузырёк (везикула), переносящая вещество; далее везикула сливается с лизосомами, ферменты которых расщепляют ее содержимое. Но эндоцитоз может идти и другим путём — посредством структур, известных как кавеолы. Именно им и будет посвящена наша статья.

Ученым из Института математических проблем биологии РАН совместно с коллегами из Германии и Нидерландов удалось установить структуру необычной сигнальной системы недавно открытых анаммокс-бактерий. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications [1].

Гигантские клетки трофобласта — один из типов клеток плаценты грызунов. Цитологически они в высшей степени необычны: это крупные многоядерные клетки, причем их ядра полиплоидны вследствие эндоредупликаций. В апреле 2018 г. журнал Nature Scientific Reports опубликовал работу, авторы которой утверждают, что хроматин этих необычных клеток отличается крайне рыхлой структурой. К тому же в их хроматине классические гистоны почти полностью заменены вариантными формами.

Результаты недавних исследований ставят под вопрос применимость наиболее распространенных систем CRISPR/Cas9 для редактирования генома. Удар пришел, откуда его не ждали, а именно, со стороны иммунитета. Выяснилось, что у многих людей имеются антитела к ключевому компоненту системы — белку Cas9.

Как известно, митохондрии представляют собой эндосимбиотические бактерии, которые обосновались в эукариотических клетках и так прижились, что отдали бóльшую часть своих генов в ядерный геном клетки-хозяина. Но при этом митохондрии оставили за собой право регулировать экспрессию этих генов, ведь без подобного контроля она не была бы согласована с жизнедеятельностью самих митохондрий. И конечно, митохондрии научились сообщать ядру, что у них что-то пошло не так. Для этого они используют особые белки ретроградного транспорта, которые при определенных условиях перемещаются из митохондрий в ядро. Такие белки обнаружили у дрожжей Saccharomyces cerevisiae и нематод Caenorhabditis elegans, а вот у млекопитающих найти их аналоги долгое время не удавалось. И вот наконец появился подходящий кандидат — транскрипционный кофактор GPS2: он перемещается из митохондрий в ядро в ответ на деполяризацию митохондриальной мембраны, которая обычно свидетельствует о крайне напряженной обстановке в этих органеллах. Каким же образом GPS2 может обеспечивать молекулярный диалог митохондрий и ядра в клетках млекопитающих?

За множеством деталей, которым посвящено большинство научных статей, зачастую сложно увидеть какой-то глобальной принцип, особенно когда речь идёт об области науки с довольно устоявшимися представлениями — такой как клеточная биология. Однако иногда исключения всё-таки случаются. Наша статья посвящена одному такому исключению, которое, без преувеличения, претендует на роль нового принципа в клеточной биологии — концепции разделения фаз как основы структурной организации клетки.

В клетках эукариот гены, как правило, экспрессируются с образованием линейных молекул РНК. Однако по матрице многих генов синтезируются и ковалентно замкнутые кольцевые РНК. Эти молекулы почти 40 лет были обделены вниманием молекулярных биологов, и, как оказалось, совершенно незаслуженно. Недавние успехи в секвенировании РНК показали, что кольцевые РНК считываются с тысяч разных генов, и постепенно накапливаются сведения о многообразии и важности функций этих «темных лошадок». Выяснилось, например, что синтез некоторых кольцевых РНК связан с развитием ряда заболеваний, в том числе онкологических и болезни Альцгеймера. А это значит, что у нас появился прекрасный повод поговорить о биологии кольцевых РНК и их связи со здоровьем человека.