Электронный микроскоп обнаружил, как витамин А попадает в клетки

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 не видимые, 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, 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 другие, до сих пор таинственные клеточные компоненты работают.

Источник: newsroom.cumc.columbia.edu