Fiziologija jedrnih por

Konec preteklega leta je raziskovalna skupina empirično pokazala, da lahko s spreminjanjem mehanične napetosti jedrne ovojnice pojasni spreminjanje premera kompleksov jedrnih por. Svoje ugotovitve je objavila v reviji Science Cell Biology.

V celicah evkariontov je dedni material obdan z dvoplastno jedrno ovojnico. Za prehajanje snovi med jedrno citoplazmo in ostalo celičnino skrbijo jedrne pore, kompleksi, sestavljeni iz membrane in proteinov, ki imajo v različnih okoliščinah različen premer. Glede na trenutno znanje se zdi, da pore ne vsebujejo motoričnega elementa, ki bi takšno spreminjanje premera pojasnilo. Raziskovalna skupina je namesto tega na podlagi preliminarnih študij predlagala model, ki variacije v premerih por razlaga s spreminjanjem mehanične napetosti ovojnice. Slednjo so enačili z osmotskim tlakom v prostoru med membranama, ki ovojnico sestavljata. 

Znanstvenice so najprej s pomočjo krioelektronske mikroskopije okarakterizirale povprečne spremembe premerov jedrnih por v živih celicah kvasovkah Schizosaccharomyces pombe. Zabeležile so, da se pore zmanjšajo v primeru hiperosmotskega šoka ter energijske izčrpanosti celic. V obeh primerih se je zaradi porušenja določenih koncentracijskih gradientov zmanjšala prostornina jedra, pri tem pa je jedrna ovojnica postala nekoliko mlahava.

Z meritvami spreminjanja različnih parametrov jedrne ovojnice so pokazale, da premer por korelira z mehanskimi silami znotraj jedrne ovojnice. Pore se zožijo ob zmanjšanju tlaka med jedrnima membranama. To se sklada tudi s preteklimi meritvami premera izoliranih jedrnih por izven živih celic. V primeru popolnoma nenapete membrane je namreč premer por najmanjši. Mehanske sile membrane torej vlečejo narazen kompleks pore. Raziskovalke so zabeležile tudi sovpadajočo spremembo pasivnega transporta skozi ovojnico.

Vsi ti rezultati močno nakazujejo, da je del kompleksa jedrnih por mehanosenzitiven ter da se odziva na spremembe v mehanski napetosti jedrnih membran. Odkritje tega fiziološkega mehanizma bo najverjetneje imelo posledice za naše razumevanje celičnih procesov, pri katerih je jedro izpostavljeno mehaničnim silam, denimo pri celičnih migracijah in v mehanično aktivnih tkivih. V takšnih okoliščinah se namreč mehanska napetost membrane najverjetneje spreminja tako lokalno kot globalno, to pa nadalje vpliva na premer por in s tem transport v in izven jedra.