Uusi läpimurto: Kuinka rihmasienet auttavat RNA:n pilkkomisessa!

Uusi läpimurto: Kuinka rihmasienet auttavat RNA:n pilkkomisessa!

Heidelbergin yliopiston tutkijat edistyivät 28. maaliskuuta 2025 yhdessä kansainvälisten kumppaneiden kanssa merkittävästi RNA-silmukoinnin ymmärtämisessä. Nämä prosessit ovat ratkaisevia oikean proteiinintuotannon ja siten solujen elintoimintojen kannalta. Proteiinien valmistukseen tarvittava tieto tallennetaan DNA:han ja johdetaan lähetti-RNA:n (mRNA) kautta. Prosessoinnin aikana pre-mRNA:n rakenne, joka sisältää sekä koodaavia (eksoneja) että ei-koodaavia osia (introneja), muuttuu. Heidelbergin yliopisto raportoi, että tämä prosessi – silmukointi – on ratkaisevan tärkeä toiminnallisten proteiinien tuotannossa.

Silmukoinnin aikana intronit on poistettava ja eksonit liitettävä uudelleen yhteen. Monimutkainen molekyylikokonaisuus, joka tunnetaan silmukointina, on vastuussa tästä prosessista. Se koostuu yhdistelmästä RNA- ja proteiinikomponentteja, joiden tarkka järjestys ja toiminta ovat erittäin tärkeitä silmukointiprosessin tarkkuuden kannalta. Heidelbergin biokemistien ja kansainvälisten rakennebiologien ryhmä on nyt havainnut, että silmukointi pystyy tunnistamaan ei-aitoja liitoskohtia.

Tärkeitä löytöjä proteiinien silmukoinnista

Tutkimuksessa, joka keskittyi termofiilisen rihmasienen silmukointiinChaetomium thermophilumkeskittynyt, kaksi proteiinia, GPATCH1 ja DHX35, tunnistettiin kriittisiksi silmukointiprosessin tarkkuuden kannalta. Tutkimus osoittaa, että GPATCH1 tunnistaa viallisen pre-mRNA:n ja pysäyttää silmukoinnin, kun taas DHX35 poistaa sopimattoman prekursori-mRNA:n. Nämä mekanismit estävät viallisten proteiinien muodostumisen, joka voi johtua virheellisestä silmukoitumisesta.

Heidelbergin, Shanghain ja Göttingenin tutkijat analysoivat myös splaissioosomien rakennetta yksityiskohtaisesti kryoelektronimikroskoopilla (cryo-EM). ctILS-kompleksi osoittaa suurta samankaltaisuutta vastaavien rakenteiden kanssaC. elegansja ehdottaa, että silmukoinnin perusteet ovat säilyneet eri organismien välillä. Nämä havainnot laajentavat tietoa silmukoinnin molekyylimekanismeista ja niillä voi olla kauaskantoisia vaikutuksia sairauksien ymmärtämiseen.

RNA:n silmukoinnin merkitys

RNA:n silmukointi ei ole vain perustavanlaatuinen biologinen prosessi, vaan sillä on myös keskeinen rooli lääketieteessä. Miten Microbe Notes selittää virheet silmukoinnissa voivat johtaa erilaisiin sairauksiin, mukaan lukien syöpä ja hermostoa rappeuttavat sairaudet. Nämä menettelyt ovat erityisen tarpeellisia eukaryoottisoluissa, kun taas niitä ei esiinny prokaryoottisoluissa. Intronit on poistettava pre-mRNA:sta, jotta ne voivat liittyä eksoniin, jotka ovat koodaavia osia ja mahdollistavat proteiinisynteesin.

Vaihtoehtoinen silmukointi mahdollistaa myös erilaisten proteiinivarianttien tuotannon yhdestä mRNA:sta, mikä ei ainoastaan ​​lisää proteiinien monimuotoisuutta, vaan tukee myös solujen erilaistumista. Nämä mekanismit eivät ole vain biologisesti tärkeitä, vaan myös terapeuttisesti tärkeitä, koska ne voivat edustaa kohderakenteita uusien lääkkeiden kehittämisessä.

Tätä tutkimusta tuki Professor Hurt's ERC Advanced Grant, lisärahoitus Kiinan kansantasavallan National Key T&K -ohjelmasta ja muista instituutioista. Tämän laajan yhteistyön tulokset julkaistiin Cell Research -lehdessä, mikä korostaa havaintojen merkitystä tiedeyhteisössä.