Нов пробив: Как филаментозните гъби помагат при разцепването на РНК!

Нов пробив: Как филаментозните гъби помагат при разцепването на РНК!

На 28 март 2025 г. изследователи от Хайделбергския университет, заедно с международни партньори, постигнаха значителен напредък в разбирането на сплайсинга на РНК. Тези процеси са от решаващо значение за правилното производство на протеини и следователно за жизнените функции на клетките. Информацията, необходима за производството на протеини, се съхранява в ДНК и се извлича чрез информационна РНК (mRNA). По време на обработка се променя структурата на пре-иРНК, която съдържа както кодиращи (екзони), така и некодиращи части (интрони). Университетът в Хайделберг съобщава, че този процес – сплайсинг – е от решаващо значение за производството на функционални протеини.

По време на сплайсинга интроните трябва да бъдат премахнати и екзоните да се съединят отново. Сложен ансамбъл от молекули, известен като сплайсозома, е отговорен за този процес. Състои се от комбинация от РНК и протеинови компоненти, чиято прецизна подредба и функция са от голямо значение за точността на процеса на снаждане. Екип от биохимици от Хайделберг и международни структурни биолози сега откри, че сплайсозомата е в състояние да разпознае неавтентични места на снаждане.

Решаващи открития за сплайсинга на протеини

В проучването, което се фокусира върху сплайсозомите на термофилната нишковидна гъбаChaetomium thermophilumфокусирани, два протеина, GPATCH1 и DHX35, бяха идентифицирани като критични за верността на процеса на снаждане. Изследването показва, че GPATCH1 разпознава дефектна пре-иРНК и спира сплайсозомата, докато DHX35 премахва неподходящата прекурсорна иРНК. Тези механизми предотвратяват образуването на дефектни протеини, които могат да бъдат резултат от неправилно снаждане.

Изследователите в Хайделберг, Шанхай и Гьотинген също анализираха подробно структурата на сплайсозомите с помощта на криоелектронна микроскопия (крио-ЕМ). Комплексът ctILS показва голямо сходство със съответните структури вC. elegansи предполага, че основите на сплайсинга се запазват при различни организми. Тези открития разширяват знанията за молекулярните механизми на сплайсинг и биха могли да имат далечни последици за разбирането на болестите.

Значение на РНК сплайсинг

Сплайсингът на РНК е не само основен биологичен процес, но също така играе централна роля в медицината. как Microbe Notes обяснява, грешките в снаждането могат да доведат до различни заболявания, включително рак и невродегенеративни заболявания. Тези процедури са особено необходими в еукариотните клетки, докато те не се срещат в прокариотните клетки. Интроните трябва да бъдат отстранени от пре-иРНК, за да се присъединят към екзоните, които са кодиращи секции и позволяват протеиновия синтез.

Алтернативното снаждане също така позволява производството на различни протеинови варианти от една иРНК, което не само увеличава разнообразието от протеини, но също така поддържа клетъчната диференциация. Тези механизми са не само биологично важни, но и терапевтично значими, тъй като могат да представляват целеви структури за разработването на нови лекарства.

Това изследване беше подкрепено от ERC Advanced Grant на професор Хърт, с допълнително финансиране от Националната ключова научноизследователска и развойна програма на Китайската народна република и други институции. Резултатите от това обширно сътрудничество бяха публикувани в списание „Cell Research“, което подчертава значимостта на откритията в научната общност.