Биомолекулярные конденсаты — динамичные скопления в клетках, организующие их содержимое путём «сгущения» молекул ДНК, РНК и белков в ключевых зонах. Несмотря на важную роль, эти структуры долгое время оставались загадкой из-за своих микроскопических размеров, недоступных для традиционной микроскопии.

Раньше конденсаты называли «жидкими», поскольку некоторые из них сливаются, стекают или движутся, как дождевые капли на стекле. Однако, как показали расчёты, их внутренняя организация напоминает не жидкость, а сеть, постоянно перестраивающуюся в разных временных масштабах, что придаёт конденсатам свойства, схожие с пластичной массой «лизуна».

Обнаружение и локализация отдельных молекул NR в конденсате. Слева: оценки положения (зелёные крестики), наложенные на необработанные изображения. Справа: реконструкция, сформированная путём накопления локализаций с течением времени. Каждая обнаруженная отдельная молекула представлена ??в виде красного диска. Источник: DOI: 10.1038/s41567-025-02827-7

Учёные разработали инновационный подход к исследованию этих структур. Используя метод сверхразрешающей микроскопии и флуорогены — светочувствительные красители, активируемые только в определённых химических средах, — впервые удалось рассмотреть конденсаты с беспрецедентной детализацией.

В отличие от существующих методов, которые усредняют данные по всему ансамблю молекул, новая технология позволяет отслеживать отдельные молекулы и их группы. Флуорогены, применяемые поодиночке, выступают «маяками», загораясь только при контакте с узлами молекулярной сети — зонами, где белки соединяются через «стикеры» (специфические взаимодействующие участки).

Благодаря взаимодействиям, закодированным в белковых последовательностях, отдельные белки становятся узлами вязкоупругой сети конденсата. Флуорогены светятся лишь при обнаружении этих узлов, что позволяет наблюдать за их формированием, движением и распадом. Отслеживание единичного флуорогена исключает помехи от множества одновременных сигналов, характерные для традиционных подходов.

Благодаря сверхразрешающему микроскопу учёные смогли преодолеть дифракционный предел и впервые визуализировать внутреннюю организацию конденсатов в реальном времени.

Открытие имеет ключевое значение для понимания роли конденсатов в развитии рака и нейродегенеративных заболеваний, где нарушения их функций играют критическую роль. Новый метод открывает путь к разработке терапий, направленных на коррекцию этих динамичных клеточных структур.

Подробнее на iXBT