Odkritje raziskovalcev z Univerze v Novi Gorici odpira nov pogled na skrivnostne celične delce

Raziskovalec z Univerze v Novi Gorici Fabio Lapenta je s svojo mednarodno skupino odkril, da vault delci, eni največjih in hkrati ne tako raziskanih molekularnih sklopov v človeških celicah, niso toge, temveč prožne strukture. Odkritje bi lahko pomagalo pojasniti njihovo vlogo pri celičnih procesih, kot so odpornost na zdravila in imunski odziv.

Znanstvenike že dolgo zanima skrivnostna struktura, ki jo najdemo v številnih živalskih celicah, so sporočili z Univerze v Novi Gorici. Gre za ribonukleinski delec, imenovan vault. Vault delci so med največjimi molekularnimi sklopi v človeških celicah in so izjemno pogosti, kljub temu pa njihova natančna vloga ostaja nejasna.

Ker so videti kot votli sodi, so raziskovalci domnevali, da delujejo kot drobni transportni vsebniki, ki prenašajo molekule po celici. Razumevanje tega, kako se odpirajo, zapirajo in spreminjajo obliko, pa je predstavljalo velik izziv.

Raziskovalec iz Laboratorija za vede o okolju in življenju Univerze v Novi Gorici Fabio Lapenta je zato sestavil mednarodno skupino raziskovalcev in raziskovalk, ki so v doslej neprimerljivi podrobnosti preučili strukturo in gibanje človeških vault delcev. Pri tem so uporabili dve napredni tehniki, in sicer krioelektronsko mikroskopijo in simulacijo molekularne dinamike.

“Krioelektronska mikroskopija deluje tako, da biološke molekule bliskovito zamrznemo in jih nato poslikamo z elektronskimi žarki. Ta tehnika omogoča vizualni prikaz molekul z ločljivostjo, ki se približa ravni posameznih atomov. Z računalniškimi simulacijami molekularne dinamike nato raziskovalci in raziskovalke modelirajo, kako se te strukture gibljejo skozi čas,” so pojasnili na univerzi.

Raziskovalna skupina je ugotovila, da vault delci niso togi vsebniki, temveč so zelo prožni in se lahko preklapljajo med različnimi strukturnimi stanji. Naravno obstajajo vsaj v dveh različnih oblikah. Ena je večinoma simetrična, druga pa rahlo asimetrična.

Računalniške simulacije so pokazale, da vault delci neprestano dihajo oz. se nežno razširjajo in krčijo. “Lupina delca ni popolnoma zapečatena, temveč vsebuje pore in topilu izpostavljene predele, ki lahko omogočajo molekulam, da vstopijo, izstopijo ali medsebojno delujejo z delcem, ne da bi se ta moral v celoti odpreti. Ti izsledki nakazujejo, da so vault delci morda dinamične molekularne naprave, ne pa statični skladiščni vsebniki,” so navedli.

Raziskovalna skupina je prav tako prepoznala posebne stične točke, ki pomagajo držati skupaj obe polovici vault delca. Da bi preverila, ali so ta stičišča pomembna, je skupina ustvarila mutacije, ki so jih porušile. “Spremenjeni proteini so se manj uspešno sestavljali v popolne strukture, kar potrjuje, da so ta stičišča ključna za ohranjanje arhitekture delca, hkrati pa omogočajo določeno prožnost,” so dodali.

Celotna študija ponuja doslej najpodrobnejši vpogled v to, kako se človeški vault delci gibljejo in vzdržujejo svojo strukturo. “Čeprav biološka funkcija vault delcev ostaja nerazrešena, je razumevanje njihove prožnosti pomemben korak k razlagi tega, kako morda prenašajo tovor, komunicirajo z drugimi celičnimi deli, ali sodelujejo v procesih, kot so odpornost na zdravila, imunski odziv in celično signaliziranje,” je pojasnil vodja mednarodne skupine Fabio Lapenta.

Delo prav tako dokazuje moč kombiniranja visokoločljivostnega slikanja z računalniškimi simulacijami pri razkrivanju vedenja velikih molekularnih strojev, ki jih ni mogoče razumeti zgolj na podlagi statičnih posnetkov.

Študijo, ki so objavili v reviji Nature Communications, je finančno podprla Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost RS (Aris).

Celoten članek je na voljo na: https://www.nature.com/articles/s41467-026-72674-4