Nový objav: Ako vláknité huby pomáhajú pri štiepení RNA!

Nový objav: Ako vláknité huby pomáhajú pri štiepení RNA!

28. marca 2025 výskumníci z univerzity v Heidelbergu spolu s medzinárodnými partnermi výrazne pokročili v pochopení zostrihu RNA. Tieto procesy sú kľúčové pre správnu tvorbu bielkovín a tým aj pre vitálne funkcie buniek. Informácie potrebné na tvorbu proteínov sú uložené v DNA a odvodené prostredníctvom messenger RNA (mRNA). Počas spracovania sa mení štruktúra pre-mRNA, ktorá obsahuje kódujúce (exóny) aj nekódujúce časti (intróny). Informovala o tom univerzita v Heidelbergu, že tento proces – zostrih – je kľúčový pre tvorbu funkčných proteínov.

Počas zostrihu musia byť intróny odstránené a exóny opäť spojené. Za tento proces je zodpovedný komplexný súbor molekúl známy ako spliceozóm. Pozostáva z kombinácie RNA a proteínových komponentov, ktorých presné usporiadanie a funkcia majú veľký význam pre presnosť procesu zostrihu. Tím heidelberských biochemikov a medzinárodných štrukturálnych biológov teraz zistil, že spliceozóm je schopný rozpoznať neautentické miesta zostrihu.

Rozhodujúce objavy o spájaní proteínov

V štúdii, ktorá sa zamerala na spliceozómy termofilnej vláknitej hubyChaetomium thermophilumzameranej, dva proteíny, GPATCH1 a DHX35, boli identifikované ako kritické pre presnosť procesu spájania. Výskum ukazuje, že GPATCH1 rozpoznáva defektnú pre-mRNA a zastavuje spliceozóm, zatiaľ čo DHX35 odstraňuje nevhodnú prekurzorovú mRNA. Tieto mechanizmy zabraňujú tvorbe defektných proteínov, ktoré by mohli byť výsledkom nesprávneho zostrihu.

Výskumníci v Heidelbergu, Šanghaji a Göttingene tiež podrobne analyzovali štruktúru spliceozómov pomocou kryo-elektrónovej mikroskopie (kryo-EM). Komplex ctILS vykazuje vysokú podobnosť so zodpovedajúcimi štruktúrami vC. elegansa naznačuje, že základy spájania sú zachované v rôznych organizmoch. Tieto zistenia rozširujú poznatky o molekulárnych mechanizmoch zostrihu a mohli by mať ďalekosiahle dôsledky na pochopenie chorôb.

Význam zostrihu RNA

Zostrih RNA nie je len základným biologickým procesom, ale zohráva ústrednú úlohu aj v medicíne. Ako Microbe Notes vysvetľuje chyby v spájaní môžu viesť k rôznym chorobám vrátane rakoviny a neurodegeneratívnych chorôb. Tieto postupy sú potrebné najmä v eukaryotických bunkách, zatiaľ čo v prokaryotických bunkách sa nevyskytujú. Intróny musia byť odstránené z pre-mRNA, aby sa spojili s exónmi, ktoré sú kódujúce úseky a umožňujú syntézu proteínov.

Alternatívny zostrih tiež umožňuje produkciu rôznych proteínových variantov z jednej mRNA, čo nielen zvyšuje diverzitu proteínov, ale podporuje aj bunkovú diferenciáciu. Tieto mechanizmy sú nielen biologicky dôležité, ale aj terapeuticky relevantné, keďže môžu predstavovať cieľové štruktúry pre vývoj nových liečiv.

Tento výskum podporil pokročilý grant ERC profesora Hurta s dodatočným financovaním z Národného kľúčového programu výskumu a vývoja Čínskej ľudovej republiky a ďalších inštitúcií. Výsledky tejto rozsiahlej spolupráce boli publikované v časopise „Cell Research“, ktorý zdôrazňuje relevantnosť zistení vo vedeckej komunite.