Используя новую, высокоскоростную камеру в паре с электронным микроскопом, ученые Колумбийского университета захватили изображения одного из самых маленьких белков в наших клетках, чтобы «увидеть» его с помощью микроскопа.

Белок, называемый STRA6, находится в мембране наших клеток и отвечает за транспортировку витамина А во внутрь клетки. Витамин А имеет важное значение для всех млекопитающих и имеет особенно важное значение при формировании световых рецепторов в наших глазах во время эмбрионального периода, он имеет решающее значение для нормального развития.

До нового исследования, как STRA6 переносит витамин А в клетку была загадкой. Большинство транспортных белков непосредственно взаимодействуют с веществами, которые они переносят. Но STRA6 взаимодействует с витамином А через посреднический белок, который несет в себе витамин А по крови. Продолжение под катом…

Новый тип технологии камеры является ключевым элементом для получения изображений STRA6. В сочетании с электронным микроскопом, камера позволяет биологам увидеть крошечные, ранее невидимые до этого структурные детали внутреннего механизма наших клеток.

«Теперь мы можем приблизиться атомным разрешением, потому что новая камера намного быстрее, и позволяет нам создать фильм из молекул», — говорит Оливер Кларк, доктор наук, адъюнкт, научный сотрудник в лаборатории Хендриксона в Колумбийском университете. «Даже под электронным микроскопом, молекулы немного движутся, но, когда мы сфотографировали какое-то движение, оно выходило размытым. Даже с такими снимками мы можем выровнять кадры, чтобы создать более четкое изображение».

Визуализация молекулы также зависит от кропотливых биохимических процедур, разработанных Янтинг Ченом, доктором наук, адъюнктом, научным сотрудником в лаборатории Mancia, чтобы произвести большое количество белка и отделить его от других компонентов клетки.

«Это очень тонкий белок, и мы должны были имитировать его окружение, чтобы сохранить его форму,» говорит она. Ушло около двух лет, чтобы усовершенствовать процесс получения.

Исследователи использовали около 70 000 отдельных фотографий STRA6 для создания 3D-карты белка, который был использован для построения модели атома с точностью до мельчайших деталей.

Изображения молекулы пока выглядят STRA6 является «немного уродливо», говорит д-р Кларк. Еще более удивительным является тот факт, что STRA6 не работает в одиночку, но вместо этого он плотно связан с другим белком, кальмодулином, который играет ключевую роль в передаче кальциевых сигналов.

Хотя витамин А движется через STRA6, чтобы войти в клетку STRA6 не образовывает каналов в мембране как большинство транспортных белков. Вместо этого витамин А входит в верхнюю часть STRA6, но затем образуется окно, которое открывается непосредственно в клеточную мембрану, а не внутрь клетки.

Хотя это будет проверено, этот механизм может быть способом для защиты клеток от слишком большого количества витамина А. Он «на самом деле несколько токсичен,» говорит д-р Манчия.

«Ловушки витамина А внутри мембраны могут держать под контролем его количество внутри клетки».

Новая модель STRA6 ускоряет понимание клеточной функции и может помочь ученым понять, как работаю другие, до сих пор неизученные клеточные компоненты.