Νέα ανακάλυψη: Πώς βοηθούν οι νηματώδεις μύκητες στη διάσπαση του RNA!

Νέα ανακάλυψη: Πώς βοηθούν οι νηματώδεις μύκητες στη διάσπαση του RNA!

Στις 28 Μαρτίου 2025, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Χαϊδελβέργης, μαζί με διεθνείς εταίρους, σημείωσαν σημαντική πρόοδο στην κατανόηση του ματίσματος RNA. Αυτές οι διεργασίες είναι ζωτικής σημασίας για τη σωστή παραγωγή πρωτεΐνης και επομένως για τις ζωτικές λειτουργίες των κυττάρων. Οι πληροφορίες που απαιτούνται για την παραγωγή πρωτεϊνών αποθηκεύονται στο DNA και προέρχονται μέσω αγγελιαφόρου RNA (mRNA). Κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, η δομή του προ-mRNA, το οποίο περιέχει και κωδικοποιητικά (εξόνια) και μη κωδικοποιητικά μέρη (εσώνια), αλλάζει. αναφέρει το Πανεπιστήμιο της Χαϊδελβέργης, ότι αυτή η διαδικασία –το μάτισμα– είναι ζωτικής σημασίας για την παραγωγή λειτουργικών πρωτεϊνών.

Κατά τη συναρμολόγηση, τα εσώνια πρέπει να αφαιρεθούν και τα εξόνια να ενωθούν ξανά μεταξύ τους. Ένα πολύπλοκο σύνολο μορίων γνωστό ως spliceosome είναι υπεύθυνο για αυτή τη διαδικασία. Αποτελείται από έναν συνδυασμό RNA και πρωτεϊνικών συστατικών, των οποίων η ακριβής διάταξη και λειτουργία είναι μεγάλης σημασίας για την ακρίβεια της διαδικασίας ματίσματος. Μια ομάδα βιοχημικών της Χαϊδελβέργης και διεθνών δομικών βιολόγων ανακάλυψε τώρα ότι το μάτισμα μπορεί να αναγνωρίσει μη αυθεντικές θέσεις ματίσματος.

Κρίσιμες ανακαλύψεις σχετικά με τις πρωτεΐνες ματίσματος

Στη μελέτη, η οποία επικεντρώθηκε στα ματοσώματα του θερμόφιλου νηματοειδούς μύκηταChaetomium thermophilumεστιασμένες, δύο πρωτεΐνες, η GPATCH1 και η DHX35, αναγνωρίστηκαν ως κρίσιμες για την πιστότητα της διαδικασίας ματίσματος. Η έρευνα δείχνει, ότι το GPATCH1 αναγνωρίζει το ελαττωματικό pre-mRNA και σταματά το μάτισμα, ενώ το DHX35 αφαιρεί το ακατάλληλο πρόδρομο mRNA. Αυτοί οι μηχανισμοί εμποδίζουν το σχηματισμό ελαττωματικών πρωτεϊνών που θα μπορούσαν να προκύψουν από λανθασμένο μάτισμα.

Οι ερευνητές στη Χαϊδελβέργη, τη Σαγκάη και το Γκέτινγκεν ανέλυσαν επίσης τη δομή των ματισμάτων λεπτομερώς χρησιμοποιώντας κρυοηλεκτρονική μικροσκοπία (cryo-EM). Το σύμπλεγμα ctILS παρουσιάζει υψηλή ομοιότητα με τις αντίστοιχες δομές στοC. elegansκαι προτείνει ότι οι θεμελιώδεις αρχές του ματίσματος διατηρούνται σε διαφορετικούς οργανισμούς. Αυτά τα ευρήματα διευρύνουν τη γνώση των μοριακών μηχανισμών ματίσματος και θα μπορούσαν να έχουν εκτεταμένες επιπτώσεις στην κατανόηση των ασθενειών.

Σημασία του ματίσματος RNA

Το μάτισμα RNA δεν είναι μόνο μια θεμελιώδης βιολογική διαδικασία, αλλά παίζει επίσης κεντρικό ρόλο στην ιατρική. Πως Το Microbe Notes εξηγεί, τα σφάλματα στο μάτισμα μπορεί να οδηγήσουν σε μια ποικιλία ασθενειών, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου και των νευροεκφυλιστικών ασθενειών. Αυτές οι διαδικασίες είναι ιδιαίτερα απαραίτητες στα ευκαρυωτικά κύτταρα, ενώ δεν συμβαίνουν σε προκαρυωτικά κύτταρα. Τα εσώνια πρέπει να αφαιρεθούν από το pre-mRNA για να ενωθούν τα εξόνια, τα οποία είναι κωδικοποιητικά τμήματα και επιτρέπουν τη σύνθεση πρωτεϊνών.

Το εναλλακτικό μάτισμα επιτρέπει επίσης την παραγωγή διαφορετικών παραλλαγών πρωτεΐνης από ένα μεμονωμένο mRNA, το οποίο όχι μόνο αυξάνει την ποικιλομορφία των πρωτεϊνών αλλά υποστηρίζει επίσης την κυτταρική διαφοροποίηση. Αυτοί οι μηχανισμοί δεν είναι μόνο βιολογικά σημαντικοί, αλλά και θεραπευτικοί, καθώς μπορούν να αντιπροσωπεύουν δομές-στόχους για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων.

Αυτή η έρευνα υποστηρίχθηκε από το ERC Advanced Grant του καθηγητή Hurt, με πρόσθετη χρηματοδότηση από το Εθνικό Πρόγραμμα Ερευνών και Ανάπτυξης κλειδιών της Λαϊκής Δημοκρατίας της Κίνας και άλλα ιδρύματα. Τα αποτελέσματα αυτής της εκτεταμένης συνεργασίας δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό «Cell Research», το οποίο υπογραμμίζει τη συνάφεια των ευρημάτων στην επιστημονική κοινότητα.