Nový průlom: Jak vláknité houby pomáhají při štěpení RNA!

Nový průlom: Jak vláknité houby pomáhají při štěpení RNA!

28. března 2025 vědci z univerzity v Heidelbergu společně s mezinárodními partnery významně pokročili v pochopení sestřihu RNA. Tyto procesy jsou klíčové pro správnou produkci bílkovin a tím i pro životně důležité funkce buněk. Informace potřebné k vytvoření proteinů jsou uloženy v DNA a odvozeny prostřednictvím messenger RNA (mRNA). Během zpracování se mění struktura pre-mRNA, která obsahuje jak kódující (exony), tak nekódující části (introny). Informovala o tom univerzita v Heidelbergu, že tento proces – sestřih – je klíčový pro tvorbu funkčních proteinů.

Během sestřihu musí být introny odstraněny a exony znovu spojeny dohromady. Za tento proces je zodpovědný komplexní soubor molekul známý jako spliceosom. Skládá se z kombinace RNA a proteinových složek, jejichž přesné uspořádání a funkce mají velký význam pro přesnost procesu sestřihu. Tým heidelberských biochemiků a mezinárodních strukturálních biologů nyní objevil, že spliceosom je schopen rozpoznat neautentická místa sestřihu.

Zásadní objevy o sestřihu proteinů

Ve studii, která se zaměřila na spliceosomy termofilní vláknité houbyChaetomium thermophilumdva proteiny, GPATCH1 a DHX35, byly identifikovány jako kritické pro věrnost procesu sestřihu. Výzkum ukazuje že GPATCH1 rozpoznává defektní pre-mRNA a zastavuje spliceosom, zatímco DHX35 odstraňuje nevhodnou prekurzorovou mRNA. Tyto mechanismy zabraňují tvorbě defektních proteinů, které by mohly vzniknout nesprávným sestřihem.

Vědci v Heidelbergu, Šanghaji a Göttingenu také podrobně analyzovali strukturu spliceosomů pomocí kryo-elektronové mikroskopie (cryo-EM). Komplex ctILS vykazuje vysokou podobnost s odpovídajícími strukturami vC. elegansa naznačuje, že základy sestřihu jsou zachovány napříč různými organismy. Tato zjištění rozšiřují znalosti o molekulárních mechanismech sestřihu a mohou mít dalekosáhlé důsledky pro pochopení nemocí.

Význam sestřihu RNA

Sestřih RNA není jen základní biologický proces, ale hraje také ústřední roli v medicíně. Jak Microbe Notes vysvětluje chyby ve spojování mohou vést k řadě onemocnění, včetně rakoviny a neurodegenerativních onemocnění. Tyto postupy jsou nezbytné zejména u eukaryotických buněk, zatímco u prokaryotických buněk se nevyskytují. Introny musí být odstraněny z pre-mRNA, aby se spojily s exony, které jsou kódujícími sekcemi a umožňují syntézu proteinů.

Alternativní sestřih také umožňuje produkci různých proteinových variant z jedné mRNA, což nejen zvyšuje diverzitu proteinů, ale také podporuje buněčnou diferenciaci. Tyto mechanismy jsou nejen biologicky důležité, ale i terapeuticky relevantní, protože mohou představovat cílové struktury pro vývoj nových léků.

Tento výzkum byl podpořen pokročilým grantem ERC profesora Hurta s dodatečným financováním z Národního klíčového programu výzkumu a vývoje Čínské lidové republiky a dalších institucí. Výsledky této rozsáhlé spolupráce byly publikovány v časopise „Cell Research“, který zdůrazňuje význam těchto zjištění ve vědecké komunitě.