חוקרים ממכון פרנסיס קריק וקינגס קולג' בלונדון גילו שעד כמה חלבונים רכים או נוקשים באזורים מסוימים יכולים להכתיב כמה מהר או איטי הם נכנסים לגרעין.
חלבונים צריכים להיכנס ולצאת מהגרעין, מרכז הבקרה של התא, כדי לתת פונקציות שונות, כמו לומר לגרעין להפעיל או לכבות גנים מסוימים. חלבונים אלו חוצים באמצעות תעלה בקצה הגרעין הנקראת 'תסביך הנקבוביות הגרעיניות'.
מחקרים קודמים הראו שגודלם והרכבם של החלבונים הללו משתנים באיזו קלות הם יכולים לחצות, אך כעת מחקר זה, שפורסם היום ב פיזיקת הטבע, הראה שתכונות מכניות יכולות גם להשפיע על כניסת חלבון דרך הנקבוביות.
על ידי מעקב אחר תנועת החלבונים בתאים בודדים, הצוות הראה כי בחלבונים באותו גודל והרכב של חומצות אמינו (אבני הבניין שלהן), יציבות מכנית ליד 'רצף הלוקליזציה הגרעיני' של החלבון (רצף מיוחד המאפשר את חלבון להיכנס לגרעין) השפיע על כמה מהר או לאט הם יכולים לחצות.
הם זיהו שחלבונים עם אזור רך או גמיש ליד הרצף הזה מסוגלים לחצות לגרעין מהר יותר.
לאחר מכן הנדסו החוקרים תג רך שניתן להוסיף ליד הרצף על חלבונים נוקשים יותר, כדי לעזור להם להיכנס לגרעין ביתר קלות.
זה נבדק על ידי תיוג של גורם שעתוק – חלבון שמפעיל גנים מסוימים – הנקרא MRTF, שעוזר לתאים לנוע בגוף. כאשר תג רך הוצמד ל-MRTF, הוא היה מסוגל להיכנס לגרעין הרבה יותר מהר, ולהגביר את תנועת התא.
החוקרים מאמינים שזה יכול להיות כלי שימושי פוטנציאלי לאספקת תרופות לגרעין מהר יותר, או על ידי תיוג גורמי שעתוק כדי להגביר את הפעילות של גנים מסוימים.
גילינו תגלית בסיסית שהמכניקה של חלבון – עד כמה הוא רך או נוקשה באזור שמוביל טרנסלוקציה – שולטת בכניסתו לגרעין התא. למרות שהסתכלנו רק על הנקבובית הגרעינית, מנגנון זה יכול לווסת את הכניסה לחלקים אחרים של התא, כמו המיטוכונדריה או הפרוטאזומים. הידיעה שחלבון גמיש יותר יכול להיכנס לגרעין מהר יותר יכולה לעזור לנו לעצב תרופות ממוקדות יותר".
סרג'י גרסיה-מניס, ראש קבוצה של המעבדה למכונוביולוגיה של מולקולה יחידה במכון פרנסיס קריק, ופרופסור לביופיזיקה בקינגס קולג' בלונדון
רפאל טאפיה-רוג'ו, מחבר ראשון, לשעבר פוסט-דוקטורט בקריק, וכיום מרצה לפיזיקה ביולוגית בקינגס קולג' בלונדון, אמר: "הממצאים שלנו היו די בלתי צפויים, וזה היה מדהים לראות כיצד מדידות ברמת מולקולה בודדת יכולות להיות מקושר כל כך ישירות למה שקורה ברמה התאית, תוך שימוש בגישה אופטו-מכאנית חדשה שתוכננה".
החוקרים חוקרים כעת כיצד גורמי שעתוק התפתחו להכיל אזורים גמישים המאפשרים להם להיכנס לגרעין ביתר קלות.
