Эндоплазматический ретикулум (ЭПР) является внутриклеточной фабрикой по производству белков, он состоит из множества плотно упакованных мембран, на которых сидят рибосомы – органеллы, непосредственно осуществляющие синтез белка из аминокислот. Согласно новому исследованию, результаты которого опубликованы в журнале Cell, по своей структуре ЭПР напоминает многоярусную парковку, чьи уровни соединены винтовыми скатами.
«Геометрия ЭПР такая сложная, что детально она никогда не была описана, даже теперь, 60 лет после его открытия, – говорит Марк Терасаки (Mark Terasaki) из Коннектикутского университета (США), ведущий автор исследования. – Наша работа, вероятно, поможет понять, как функционирует этот важный органоид».
Ученые разработали улучшенную методику окрашивания мембран ЭПР, что позволило им визуализировать его трехмерную структуру с беспрецедентной детализацией. Изучив с помощью электронного микроскопа строение этого органоида в нейронах и клетках слюнных желез мыши, биологи выяснили, что он представляет собой непрерывную мембранную систему, состоящую из нескольких этажей, соединенных перемычками в форме геликоида, как в винтовой лестнице.
Теоретическая модель такой структуры показала, что она увеличивает плотность упаковки слоев ЭПР и на них, соответственно, может разместиться большее число рибосом, отвечающих за синтез белков. Когда клетке нужно секретировать больше белков, расстояние между «этажами» может уменьшаться, что увеличивает число мембран в одном и том же фрагменте клеточного пространства. Это все равно как если бы в многоярусной парковке появился новый уровень, предоставив место для большего количества автомобилей.
«Теория объясняет, что такая структура наблюдается в природе потому, что она дает клетке возможность производить больше белков с минимумом энергозатрат, – объясняет Том Рапопорт (Tom Rapoport) из Гарвардской медицинской школы (США), один из авторов исследования. – Данная статья – отличный пример того, какую роль могут играть теоретические построения в биологии».
