Nowy przełom: jak grzyby nitkowate pomagają w rozszczepianiu RNA!

Nowy przełom: jak grzyby nitkowate pomagają w rozszczepianiu RNA!

28 marca 2025 roku naukowcy z Uniwersytetu w Heidelbergu wraz z partnerami międzynarodowymi poczynili znaczny postęp w zrozumieniu splicingu RNA. Procesy te są kluczowe dla prawidłowej produkcji białek, a co za tym idzie, dla funkcji życiowych komórek. Informacje potrzebne do wytworzenia białek są przechowywane w DNA i uzyskiwane poprzez informacyjny RNA (mRNA). Podczas przetwarzania zmienia się struktura pre-mRNA, który zawiera zarówno części kodujące (egzony), jak i niekodujące (introny). Raport Uniwersytetu w Heidelbergu, że proces ten – splicing – jest kluczowy dla produkcji białek funkcjonalnych.

Podczas splicingu introny muszą zostać usunięte, a eksony ponownie połączone. Za ten proces odpowiedzialny jest złożony zespół cząsteczek znany jako spliceosom. Składa się z połączenia składników RNA i białek, których dokładne ułożenie i funkcja mają ogromne znaczenie dla dokładności procesu splicingu. Zespół biochemików z Heidelbergu i międzynarodowych biologów strukturalnych odkrył obecnie, że spliceosom jest w stanie rozpoznać nieautentyczne miejsca splicingu.

Kluczowe odkrycia dotyczące splicingu białek

W badaniu skupiono się na spliceosomach termofilnego grzyba nitkowategoChaetomium termofilneskupiono się, zidentyfikowano dwa białka, GPATCH1 i DHX35, jako krytyczne dla wierności procesu splicingu. Badania pokazują, że GPATCH1 rozpoznaje wadliwy pre-mRNA i zatrzymuje spliceosom, podczas gdy DHX35 usuwa niewłaściwy mRNA prekursorowy. Mechanizmy te zapobiegają tworzeniu się wadliwych białek, które mogłyby wynikać z nieprawidłowego splicingu.

Naukowcy z Heidelbergu, Szanghaju i Getyngi szczegółowo przeanalizowali także strukturę spliceosomów za pomocą mikroskopii krioelektronowej (cryo-EM). Kompleks ctILS wykazuje duże podobieństwo do odpowiednich struktur wC. elegancjai sugeruje, że podstawy splicingu są zachowane w różnych organizmach. Odkrycia te poszerzają wiedzę na temat molekularnych mechanizmów splicingu i mogą mieć daleko idące implikacje dla zrozumienia chorób.

Znaczenie splicingu RNA

Splicing RNA jest nie tylko podstawowym procesem biologicznym, ale odgrywa także kluczową rolę w medycynie. Jak Wyjaśnia Microbe Notes błędy w splicingu mogą prowadzić do różnych chorób, w tym raka i chorób neurodegeneracyjnych. Procedury te są szczególnie potrzebne w komórkach eukariotycznych, podczas gdy w komórkach prokariotycznych nie występują. Introny muszą zostać usunięte z pre-mRNA, aby połączyć się z eksonami, które kodują sekcje i umożliwiają syntezę białek.

Alternatywny splicing pozwala również na produkcję różnych wariantów białek z pojedynczego mRNA, co nie tylko zwiększa różnorodność białek, ale także wspiera różnicowanie komórkowe. Mechanizmy te są nie tylko ważne biologicznie, ale także istotne terapeutycznie, ponieważ mogą stanowić struktury docelowe dla opracowywania nowych leków.

Badania te były wspierane w ramach zaawansowanego grantu ERBN profesora Hurta oraz dodatkowego finansowania z Krajowego programu kluczowych badań i rozwoju Chińskiej Republiki Ludowej i innych instytucji. Wyniki tej szeroko zakrojonej współpracy opublikowano w czasopiśmie „Cell Research”, co podkreśla znaczenie odkryć w społeczności naukowej.