Naujas proveržis: kaip siūliniai grybai padeda skilti RNR!

Naujas proveržis: kaip siūliniai grybai padeda skilti RNR!

2025 m. kovo 28 d. Heidelbergo universiteto mokslininkai kartu su tarptautiniais partneriais padarė didelę pažangą suprasdami RNR sujungimą. Šie procesai yra labai svarbūs tinkamai baltymų gamybai, taigi ir gyvybinėms ląstelių funkcijoms. Informacija, reikalinga baltymams gaminti, yra saugoma DNR ir gaunama per pasiuntinio RNR (mRNR). Apdorojimo metu pakeičiama pre-mRNR struktūra, kurioje yra ir koduojančių (egzonų), ir nekoduojančių dalių (intronų). Heidelbergo universitetas praneša, kad šis procesas – sujungimas – yra itin svarbus funkcinių baltymų gamybai.

Sujungimo metu intronai turi būti pašalinti ir egzonai vėl sujungti. Už šį procesą atsakingas sudėtingas molekulių ansamblis, žinomas kaip spliceosoma. Jį sudaro RNR ir baltymų komponentų derinys, kurio tikslus išsidėstymas ir funkcija turi didelę reikšmę sujungimo proceso tikslumui. Heidelbergo biochemikų ir tarptautinių struktūrinių biologų komanda dabar atrado, kad spliceosoma gali atpažinti neautentiškas susiliejimo vietas.

Esminiai atradimai apie baltymų sujungimą

In der Untersuchung, die sich auf die Spleißosomen des thermophilen Fadenpilzes Chaetomium thermophilumSufokusuoti du baltymai, GPATCH1 ir DHX35, buvo nustatyti kaip svarbūs sujungimo proceso tikslumui. Tyrimas rodo, kad GPATCH1 atpažįsta sugedusią pre-mRNR ir sustabdo spliceosomą, o DHX35 pašalina netinkamą pirmtaką mRNR. Šie mechanizmai neleidžia susidaryti defektiniams baltymams, kurie gali atsirasti dėl neteisingo sujungimo.

Heidelbergo, Šanchajaus ir Getingeno mokslininkai taip pat išsamiai išanalizavo spliceosomų struktūrą, naudodami krioelektroninę mikroskopiją (krio-EM). The ctILS complex shows a high similarity to the corresponding structures inC. elegansir rodo, kad sujungimo pagrindai yra išsaugoti skirtinguose organizmuose. Šios išvados praplečia žinias apie molekulinius sujungimo mechanizmus ir gali turėti toli siekiančių pasekmių ligų supratimui.

RNR sujungimo svarba

RNR sujungimas yra ne tik pagrindinis biologinis procesas, bet ir atlieka pagrindinį vaidmenį medicinoje. Kaip Microbe Notes paaiškina, sujungimo klaidos gali sukelti įvairias ligas, įskaitant vėžį ir neurodegeneracines ligas. Šios procedūros ypač reikalingos eukariotinėse ląstelėse, o prokariotinėse ląstelėse jos nevyksta. Intronai turi būti pašalinti iš pre-mRNR, kad prisijungtų prie egzonų, kurie yra koduojančios sekcijos ir įgalina baltymų sintezę.

Alternatyvus sujungimas taip pat leidžia iš vienos mRNR gaminti skirtingus baltymų variantus, o tai ne tik padidina baltymų įvairovę, bet ir palaiko ląstelių diferenciaciją. Šie mechanizmai yra ne tik biologiškai svarbūs, bet ir terapiškai svarbūs, nes jie gali būti tikslinės struktūros naujų vaistų kūrimui.

Šis tyrimas buvo paremtas profesoriaus Hurt's ERC Advanced Grant, papildomai finansuojant iš Kinijos Liaudies Respublikos nacionalinės pagrindinių mokslinių tyrimų ir plėtros programos bei kitų institucijų. Šio plataus bendradarbiavimo rezultatai buvo paskelbti žurnale „Cell Research“, kuris pabrėžia išvadų svarbą mokslo bendruomenei.