Аннулятные ламеллы, зависящие от RanBP2, запускают сборку ядерных пор и расширение ядра

Скрытые помощники внутри наших клеток

Каждая клетка нашего организма постоянно перемещает сообщения и вещества внутрь и наружу из ядра — отсека, где хранится ДНК. Этот трафик проходит через крошечные ворота, называемые ядерными порами. Новое исследование показывает, что клетки хранят резерв частично собранных пор в окружающей мембранной сети и используют их, чтобы быстро расширить и усилить работу ядра, особенно сразу после деления клетки.

Стопки мембран, где хранятся ядерные ворота

Десятилетиями биологи наблюдали загадочные стопки мембран внутри клетки, называемые аннулятными ламеллами, но их назначение оставалось неясным. Эти стопки располагаются в эндоплазматическом ретикулуме — обширной мембранной системе, связанной с поверхностью ядра. С помощью передовой микроскопии авторы показывают, что эти стопки заполнены структурами, напоминающими ядерные поры. Вопреки старой точке зрения, что такие стопки встречаются преимущественно в эмбрионах или раковых клетках, работа обнаруживает их во многих обычных типах человеческих клеток — от распространённых лабораторных линий до нетрансформированных фибробластов и даже выращенных в лаборатории нейронов. При нормальных условиях эти стопки небольшие и разбросаны, но при стрессе или в моделях болезни они увеличиваются и образуют сгустки.

Как запасённые поры подпитывают растущее ядро

После деления клетки её новое ядро должно увеличиться в размере и восстановить тысячи ядерных пор. Исследователи отслеживали поведение аннулятных ламелл в живых клетках и обнаружили, что небольшие стопки перемещаются вдоль эндоплазматического ретикулума в сторону поверхности ядра. Там они многократно прикасаются и в конечном счёте сливаются с ядерной оболочкой. Каждое слияние доставляет несколько предварительно собранных единиц пор. Хотя в любой отдельный момент число запасённых пор выглядит скромным, команда подсчитала, что в течение первой фазы после деления эти события в сумме обеспечивают примерно треть всех ядерных пор в типичной человеческой клетке — значительный вклад в число пор и размер ядра.

Каркасный белок, который собирает и группирует единицы пор

Исследование выявляет крупный белок RanBP2 как центрального организатора этих запасённых поровых комплексов. RanBP2 обычно входит в состав филаментов, выходящих из ядерных пор в цитоплазму. Здесь авторы показывают, что он также действует вдали от ядра, помогая собирать каркасы пор внутри мембранных стопок. Гибкий участок RanBP2, богатый определёнными малыми аминокислотами, критически важен: он способствует сближению основных компонентов пор в кольцевые единицы, а затем объединению множества таких единиц в большие стопки. При снижении уровня RanBP2 или удалении ключевого участка маленькие стопки в здоровых клетках уменьшаются или исчезают, крупные сгустки не формируются при стрессе, и в ядерную оболочку попадает меньше пор. В результате ядро растёт хуже, и транспорт некоторых факторов между ядром и цитоплазмой становится менее эффективным.

Направление запасённых пор на нужную мембрану

RanBP2 не действует в одиночку. Вытягивая связующие белки RanBP2, исследователи обнаружили важную роль Climp63 — мембранного белка, придающего плоскую форму листам эндоплазматического ретикулума. Стопки, богатые RanBP2, преимущественно располагаются в областях, помеченных Climp63, близко к ядру. При истощении Climp63 эти стопки становятся крупнее и уносятся наружу в регионы, где обычно находятся тонкие мембранные трубочки, вдали от поверхности ядра. В результате ядерные поры становятся реже на оболочке, и ядро не расширяется должным образом. Это указывает на то, что один набор факторов, например RanBP2, собирает единицы пор, а другой, например Climp63, позиционирует их на нужных мембранах и помогает достичь границы ядра.

Третий путь создания ядерных пор

Ранее учёные описали два основных способа, которыми клетки строят ядерные поры: быстрый всплеск сразу после деления и более медленный процесс в течение остальной части цикла. Новая работа показывает, что доставка пор из аннулятных ламелл — отдельный, дополнительный путь. Когда авторы ослабляли этот путь совместно с любым из известных, число пор падало ещё сильнее, что подтверждает: все три маршрута суммируются, а не заменяют друг друга. Проще говоря, клетка хранит передвижной склад предварительно собранных частей пор в окружающих мембранах. RanBP2 помогает собирать и группировать эти части, Climp63 нацеливает их на ядро, и вместе они позволяют ядру расти и поддерживать эффективный трафик. При нарушении этой системы сборка пор сходит на нет, ядро растёт слабо, и заполненные порами стопки скапливаются в цитоплазме — паттерны, которые могут иметь значение при таких состояниях, как синдром ломкой X-хромосомы, нейродегенерация и рак.

Цитирование: Lin, J., Agote-Aran, A., Liao, Y. et al. RanBP2-dependent annulate lamellae drive nuclear pore assembly and nuclear expansion. Nat Commun 17, 4400 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71101-y

Ключевые слова: ядерные поровые комплексы, аннулятные ламеллы, RanBP2, эндоплазматический ретикулум, расширение ядра