Nytt genombrott: Hur filamentösa svampar hjälper till med RNA-klyvning!

Nytt genombrott: Hur filamentösa svampar hjälper till med RNA-klyvning!

Den 28 mars 2025 gjorde forskare vid Heidelbergs universitet, tillsammans med internationella partners, betydande framsteg i att förstå RNA-splitsning. Dessa processer är avgörande för korrekt proteinproduktion och därför för cellernas vitala funktioner. Den information som behövs för att göra proteiner lagras i DNA och härleds via budbärar-RNA (mRNA). Under bearbetningen ändras strukturen av pre-mRNA, som innehåller både kodande (exoner) och icke-kodande delar (introner). Universitetet i Heidelberg rapporterar, att denna process – splitsning – är avgörande för produktionen av funktionella proteiner.

Under skarvning måste introner tas bort och exoner återförenas med varandra. En komplex ensemble av molekyler som kallas spliceosomen är ansvarig för denna process. Den består av en kombination av RNA- och proteinkomponenter, vars exakta arrangemang och funktion är av stor betydelse för noggrannheten i skarvningsprocessen. Ett team av Heidelberg-biokemister och internationella strukturbiologer har nu upptäckt att spliceosomen kan känna igen icke-autentiska skarvplatser.

Avgörande upptäckter om splitsning av proteiner

I studien, som fokuserade på spliceosomer av den termofila filamentösa svampenChaetomium thermophilumfokuserade, två proteiner, GPATCH1 och DHX35, identifierades som kritiska för skarvningsprocessens tillförlitlighet. Det visar forskningen, att GPATCH1 känner igen defekt pre-mRNA och stoppar spliceosomen, medan DHX35 tar bort olämpligt prekursor-mRNA. Dessa mekanismer förhindrar bildandet av defekta proteiner som kan bli resultatet av felaktig splitsning.

Forskarna i Heidelberg, Shanghai och Göttingen analyserade också strukturen hos spliceosomer i detalj med hjälp av kryo-elektronmikroskopi (cryo-EM). ctILS-komplexet visar en hög likhet med motsvarande strukturer iC. elegansoch föreslår att grunderna för splitsning är bevarade över olika organismer. Dessa fynd utökar kunskapen om de molekylära mekanismerna för splitsning och kan ha långtgående konsekvenser för att förstå sjukdomar.

Vikten av RNA-skarvning

RNA-skarvning är inte bara en grundläggande biologisk process, utan spelar också en central roll inom medicinen. Hur Microbe Notes förklarar, kan fel i skarvning leda till en mängd olika sjukdomar, inklusive cancer och neurodegenerativa sjukdomar. Dessa procedurer är särskilt nödvändiga i eukaryota celler, medan de inte förekommer i prokaryota celler. Introner måste avlägsnas från pre-mRNA för att förena exonerna, som är kodande sektioner och möjliggör proteinsyntes.

Alternativ splitsning tillåter också produktion av olika proteinvarianter från ett enda mRNA, vilket inte bara ökar mångfalden av proteiner utan också stöder cellulär differentiering. Dessa mekanismer är inte bara biologiskt viktiga, utan också terapeutiskt relevanta, eftersom de kan representera målstrukturer för utveckling av nya läkemedel.

Denna forskning stöddes av professor Hurts ERC Advanced Grant, med ytterligare finansiering från Folkrepubliken Kinas nationella nyckel-FoU-program och andra institutioner. Resultaten av detta omfattande samarbete publicerades i tidskriften "Cell Research", som belyser relevansen av resultaten i det vetenskapliga samfundet.