Ученые пронаблюдали, как транспортная молекула кинезин, которая ответственна за перемещение молекул в клетке, передвигается по микротрубочкам – «дорожным путям» клетки. Это удалось благодаря тому, что разрабатываемый учеными молекулярный инструмент стал выполнять не те функции, которые от него ожидались. Вместо флуоресценции в ответ на клеточный окислительный стресс молекула-сенсор стала кристаллизоваться вслед за движением кинезина.

Статья опубликована в Nature Communications

Микротрубочки – полимерные структуры, которые играют роль дорожных путей в клетке. Двигательные молекулы (например, кинезины) связываются с микротрубочками и «шагают» по ним, стоит только грузу присоединиться к молекуле кинезина. В качестве источника энергии эти транспортные белки используют энергию разложения молекулы АТФ.

Обычно кинезины «ходят» из центра клетки к периферии, но также могут переносить грузы от аппарата Гольджи к эндоплазматическому ретикулу и обратно. При этом аппарат Гольджи считается одной из органелл, с которых начинается образование микротрубочек, наряду с центросомами.

В целом ученых уже есть способы подглядеть за моторными белками в клетках. Для этого, например, можно покрасить двигательные молекулы антителами к ним, или прикрепить к ним же флуоресцентные метки.

Однако существующие методы позволяют помечать весь кинезин в клетке, независимо от того, активны ли молекулы прямо сейчас или нет. Учитывая, что одновременно в клетке активны только 30 процентов молекул кинезина, достаточно сложно изучать движение этих молекул в клетке имеющимися инструментами.

Малые молекулы, которые могут издавать видимый сигнал (свечение), также используют для изучения различных процессов в клетках. Обычно такие системы показывают, где протекает реакция с участием того или иного заданного учеными фермента. Однако подобных красок для кинезина, который и сам является ферментом, до сих пор описано не было.

Не стремились получить такую краску и ученые Женевского университета под руководством Николаса Винссингера (Nicolas Winssinger): исследователи хотели создать молекулу-сенсор, которая бы отражала окислительный стресс в клетках. Однако полученная молекула не реагировала на активные формы кислорода, зато образовывала протяженные кристаллы прямо внутри клеток.