Nieuwe doorbraak: hoe filamenteuze schimmels helpen bij RNA-splitsing!

Nieuwe doorbraak: hoe filamenteuze schimmels helpen bij RNA-splitsing!

Op 28 maart 2025 boekten onderzoekers van de Universiteit van Heidelberg, samen met internationale partners, aanzienlijke vooruitgang in het begrijpen van RNA-splitsing. Deze processen zijn cruciaal voor een correcte eiwitproductie en dus voor de vitale functies van cellen. De informatie die nodig is om eiwitten te maken, wordt opgeslagen in DNA en afgeleid via messenger RNA (mRNA). Tijdens de verwerking wordt de structuur van het pre-mRNA, dat zowel coderende (exonen) als niet-coderende delen (introns) bevat, veranderd. Universiteit van Heidelberg meldt, dat dit proces – splicing – cruciaal is voor de productie van functionele eiwitten.

Tijdens het splitsen moeten introns worden verwijderd en exonen weer met elkaar worden verbonden. Een complex geheel van moleculen, bekend als het spliceosoom, is verantwoordelijk voor dit proces. Het bestaat uit een combinatie van RNA- en eiwitcomponenten, waarvan de precieze opstelling en functie van groot belang zijn voor de nauwkeurigheid van het splitsingsproces. Een team van biochemici uit Heidelberg en internationale structuurbiologen heeft nu ontdekt dat het spliceosoom niet-authentieke splitsingsplaatsen kan herkennen.

Cruciale ontdekkingen over het splitsen van eiwitten

In de studie concentreerde zich zich op de spliceosomen van de thermofiele filamenteuze schimmelChaetomium thermophilumgefocust werden twee eiwitten, GPATCH1 en DHX35, geïdentificeerd als cruciaal voor de betrouwbaarheid van het splitsingsproces. Het onderzoek laat zien, dat GPATCH1 defect pre-mRNA herkent en het spliceosoom stopt, terwijl DHX35 ongepast precursor-mRNA verwijdert. Deze mechanismen voorkomen de vorming van defecte eiwitten die het gevolg kunnen zijn van onjuiste splitsing.

De onderzoekers in Heidelberg, Shanghai en Göttingen analyseerden ook de structuur van spliceosomen in detail met behulp van cryo-elektronenmicroscopie (cryo-EM). Het ctILS-complex vertoont een grote gelijkenis met de overeenkomstige structuren inC. elegansen suggereert dat de grondbeginselen van splitsing bij verschillende organismen behouden blijven. Deze bevindingen vergroten de kennis van de moleculaire mechanismen van splitsing en kunnen verstrekkende gevolgen hebben voor het begrip van ziekten.

Belang van RNA-splitsing

RNA-splitsing is niet alleen een fundamenteel biologisch proces, maar speelt ook een centrale rol in de geneeskunde. Hoe Microbe Notes legt het uit kunnen fouten bij het splitsen leiden tot een verscheidenheid aan ziekten, waaronder kanker en neurodegeneratieve ziekten. Deze procedures zijn vooral noodzakelijk in eukaryotische cellen, terwijl ze niet voorkomen in prokaryotische cellen. Introns moeten uit het pre-mRNA worden verwijderd om zich bij de exons te voegen, die coderende secties zijn en eiwitsynthese mogelijk maken.

Alternatieve splitsing maakt ook de productie van verschillende eiwitvarianten uit één enkel mRNA mogelijk, wat niet alleen de diversiteit van eiwitten vergroot, maar ook cellulaire differentiatie ondersteunt. Deze mechanismen zijn niet alleen biologisch belangrijk, maar ook therapeutisch relevant, omdat ze doelstructuren kunnen vertegenwoordigen voor de ontwikkeling van nieuwe medicijnen.

Dit onderzoek werd ondersteund door de ERC Advanced Grant van professor Hurt, met aanvullende financiering van het National Key R&D Program van de Volksrepubliek China en andere instellingen. De resultaten van deze uitgebreide samenwerking zijn gepubliceerd in het tijdschrift ‘Cell Research’, dat de relevantie van de bevindingen voor de wetenschappelijke gemeenschap benadrukt.