Биомолекулярные конденсаты – это подвижные скопления в клетках, упорядочивающие их содержимое путём сгущения молекул ДНК, РНК и белков в важных зонах. Вне зависимости от важной роли эти структуры долгое время оставались загадкой из-за малых размеров, недоступных для обычной микроскопии.
В прошлом конденсаты называли «жидкими», так как некоторые из них сливаются, текут или движутся подобно каплям дождя на стекле. Но расчеты показали, что их внутреннее строение напоминает не жидкость, а сеть, постоянно изменяющуюся во времени, что придает конденсатам свойства, схожие с пластичной массой «лизуна».
Впервые с помощью сверхразрешающей микроскопии и флуорогенов ученые изучили конденсаты с невероятной точностью.
В отличие от существующих методов, которые усредняют данные по всем молекулам, новая технология позволяет следить за отдельными молекулами и их группами. Флуорогены, применяемые по одному, действуют как «маяки», светясь только при контакте с узлами молекулярной сети — зонами, где белки соединяются через «стикеры» — специфические участки взаимодействия.
Благодаря взаимодействиям в белковых последовательностях отдельные белки превращаются в узлы вязкоупругой сети конденсата. Флуорогены светятся только при обнаружении этих узлов, что позволяет наблюдать за их формированием, движением и распадом. Отслеживание отдельного флуорогена исключает помехи от множества одновременных сигналов, свойственных традиционным подходам.
С помощью сверхразрешающего микроскопа учёные обошли дифракционный предел, впервые наглядно показав структуру конденсатов в динамике.
Открытие важно для понимания влияния конденсатов на развитие рака и нейродегенеративных болезней. В этих заболеваниях нарушения их функций критичны. Новый метод позволяет разрабатывать терапии, которые корректируют эти динамичные клеточные структуры.