Uus läbimurre: kuidas filamentsed seened aitavad RNA-d lõhustada!

Uus läbimurre: kuidas filamentsed seened aitavad RNA-d lõhustada!

28. märtsil 2025 tegid Heidelbergi ülikooli teadlased koos rahvusvaheliste partneritega olulisi edusamme RNA splaissimise mõistmisel. Need protsessid on õige valkude tootmise ja seega ka rakkude elutähtsate funktsioonide jaoks üliolulised. Valkude valmistamiseks vajalik teave salvestatakse DNA-sse ja saadakse messenger RNA (mRNA) kaudu. Töötlemise käigus muudetakse nii kodeerivaid (eksoneid) kui ka mittekodeerivaid osi (introneid) sisaldava pre-mRNA struktuuri. Heidelbergi ülikool teatab, et see protsess – splaissimine – on funktsionaalsete valkude tootmiseks ülioluline.

Splaissimise käigus tuleb intronid eemaldada ja eksonid uuesti kokku ühendada. Selle protsessi eest vastutab kompleksne molekulide ansambel, mida nimetatakse splaissosoomiks. See koosneb RNA ja valgu komponentide kombinatsioonist, mille täpne paigutus ja funktsioon on splaissimisprotsessi täpsuse seisukohalt väga olulised. Heidelbergi biokeemikute ja rahvusvaheliste struktuuribioloogide meeskond on nüüd avastanud, et splaissosoom suudab ära tunda mitteautentsed splaissimiskohad.

Olulised avastused valkude splaissimise kohta

Uuringus, mis keskendus termofiilse filamentse seene splaissosoomideleChaetomium thermophilumfokuseeritud, tuvastati kaks valku, GPATCH1 ja DHX35, splaissimisprotsessi täpsuse seisukohalt kriitilise tähtsusega. Uuring näitab, et GPATCH1 tunneb ära defektse pre-mRNA ja peatab splaissosoomi, samas kui DHX35 eemaldab sobimatu prekursor-mRNA. Need mehhanismid hoiavad ära defektsete valkude moodustumise, mis võivad tuleneda valest splaissimisest.

Heidelbergi, Shanghai ja Göttingeni teadlased analüüsisid ka krüoelektronmikroskoopia (cryo-EM) abil üksikasjalikult splaissosoomide struktuuri. ctILS-i kompleksil on suur sarnasus vastavate struktuuridegaC. elegansja viitab sellele, et splaissimise põhialused on erinevates organismides säilinud. Need leiud laiendavad teadmisi splaissimise molekulaarsete mehhanismide kohta ja neil võib olla kaugeleulatuv mõju haiguste mõistmisele.

RNA splaissimise tähtsus

RNA splaissimine pole mitte ainult fundamentaalne bioloogiline protsess, vaid sellel on ka keskne roll meditsiinis. Kuidas Microbe Notes selgitab, võivad splaissimise vead põhjustada mitmesuguseid haigusi, sealhulgas vähki ja neurodegeneratiivseid haigusi. Need protseduurid on eriti vajalikud eukarüootsetes rakkudes, samas kui prokarüootsetes rakkudes neid ei esine. Intronid tuleb pre-mRNA-st eemaldada, et liituda eksonitega, mis on kodeerivad sektsioonid ja võimaldavad valgusünteesi.

Alternatiivne splaissimine võimaldab ka ühest mRNA-st toota erinevaid valgu variante, mis mitte ainult ei suurenda valkude mitmekesisust, vaid toetab ka rakkude diferentseerumist. Need mehhanismid pole mitte ainult bioloogiliselt olulised, vaid ka terapeutiliselt olulised, kuna need võivad esindada sihtstruktuure uute ravimite väljatöötamiseks.

Seda uurimistööd toetas professor Hurti ERC Advanced Grant, millele lisandus Hiina Rahvavabariigi riikliku teadus- ja arendustegevuse põhiprogrammi ja teiste institutsioonide rahastamine. Selle ulatusliku koostöö tulemused avaldati ajakirjas "Cell Research", mis rõhutab tulemuste asjakohasust teadusringkondades.