W specjalnym numerze The Plant Cell (IF = 12.085 MNSiW 200) „Biomolecular Condensates” na zaproszenie czasopisma, ukaże się artykuł, którego współautorami są naukowcy z UMK: Agnieszka Kołowerzo-Lubnau i Dariusz Jan Smoliński z Instytutu Biologii UMK. Artykuł powstał we współpracy z badaczami z The James Hutton Institute - Michael Taliansky i Andrew Love w Wielkiej Brytanii.

Wszystkie sprawnie funkcjonujące komórki wymagają precyzyjnego skoordynowania tysięcy procesów biochemicznych, które są niezbędne dla ich prawidłowego funkcjonowania. Aby osiągnąć ten cel, komórki muszą posiadać skomplikowaną strukturę wewnętrzną, dzięki której tworzone są dedykowane mikrośrodowiska. Istnieją dwie główne strategie służące do stworzenia takiego podziału wewnątrzkomórkowego w celu zoptymalizowania funkcji komórek. Pierwsza z nich polega na utworzeniu specjalnych organelli, takich jak jądro komórkowe, mitochondria, lizosomy, peroksysomy czy aparat Golgiego, które są zamkniętymi przestrzeniami otoczonymi błonami lipidowymi i kontrolują przepływ makromolekuł do i z tych przestrzeni. Druga metoda polega na tworzeniu biomolekularnych kondensatów bez błon, które powstają w wyniku fazowego oddzielenia cieczy. Chociaż badania nad tymi skupiskami bez błon były dotychczas przeprowadzane głównie na organizmach zwierzęcych i grzybach, ostatnie badania skupiły się na podstawowych zasadach, które kierują tworzeniem, właściwościami i funkcjami tych skupisk w roślinach.

Kondesaty biomolekularne w roślinach pełnią znacznie więcej funkcji, niż wcześniej sądzono. Autorzy tego artykułu przedstawiają, w jaki sposób fazowe oddzielenie cieczy odgrywa kluczową rolę w różnorodnych procesach zachodzących w tzw. ciałach Cajala (CB), które są rodzajem biomolekularnych skupisk występujących w jądrach komórkowych. Te procesy obejmują metabolizm RNA, tworzenie rybonukleoprotein zaangażowanych w transkrypcję, składanie RNA, powstawanie rybosomów oraz utrzymanie struktur telomerowych. Ponadto, artykuł ten omawia również unikalne funkcje CB, które są specyficzne dla roślin i dotyczą postranskrypcyjnej regulacji RNA kodujących białka, takich jak degradacja mRNA z wykorzystaniem mechanizmu nonsense-mediated mRNA decay, retencja mRNA oraz procesy związane z wyciszaniem mRNA. Autorzy podsumowują również najnowsze postępy w badaniach oraz omawiają funkcje CB w odpowiedziach roślin na ataki patogenów i stresy środowiskowe, które są prawdopodobnie kontrolowane poprzez mechanizmy zależne od poliADP-rybozylacji. W ten sposób, ciała Cajala w roślinach jawią się jako wyjątkowo złożone i wielozadaniowe biomolekularne makro-kompleksy, które odgrywają istotną rolę w różnorodnych molekularnych mechanizmach, których znaczenie dopiero zaczynamy poznawać.

Taliansky M, Love AJ, Kołowerzo-Lubnau A, Smoliński DJ (2023). Cajal bodies – evolutionarily conserved nuclear biomolecular condensates with properties unique to plants. The Plant Cell. DOI: 10.1093/plcell/koad140