Новый белковый комплекс играет ключевую роль в защите и стабилизации РНК
Два белка объединяются, чтобы защитить и стабилизировать матричную РНК (mRNA), пока она переносит код для формирования мышц через клетку. Дальнейшее изучение этого РНК-стабилизирующего комплекса может иметь значение для влияния на восстановление мышц и лечение заболеваний.
Хрупкая молекула РНК выступает посредником, который переносит генетический код, скопированный с ДНК, к белковым фабрикам клетки, где код транслируется в различные компоненты.
"Но РНК больше не рассматривается лишь как пассивный промежуточный проводник", — говорит биохимик Бренда Джанис Санчес из Инициативы KAUST Smart-Health. "Она действует как регуляторный контрольный пункт, необходимый для нормальной функции всех биологических процессов".
Это означает, что различные аспекты клеточной машинерии должны работать вместе, чтобы предотвратить деградацию этих mRNA, поддерживать их движение и в конечном итоге обеспечить их трансляцию в белок. Нарушение любой части этого процесса значительно повлияет на синтез белка, что приведет к аномальному поведению клеток или даже их гибели.
Исследователи из KAUST и Университета Макгилла в Канаде идентифицировали белковый комплекс, критически важный для стабильности mRNA во время формирования мышечных волокон. Комплекс образован двумя белками: human antigen R (HuR) и Y-Box binding protein 1 (YB1). Исследование опубликовано в Nucleic Acids Research.
Точные роли каждого отдельного белка в этом процессе стабилизации еще предстоит выяснить. Но дальнейшие исследования, детально разбирающие механизм работы, могут помочь ученым влиять на количество и типы белков, производимых в мышцах и других тканях в любой момент времени.
"Что, если бы мы могли стимулировать ассоциацию HuR с YB1 во время терапии восстановления мышц?" — задается вопросом Джанис Санчес. "Могло бы это привести к увеличению количества или улучшению качества мышечных волокон? Обучение контролю над оборотом РНК во время формирования мышечных волокон может иметь огромные последствия для разработки новых терапевтических средств, предотвращающих мышечные патологии".
Ученым уже было известно, что HuR участвует в стабилизации mRNA, содержащих определенные последовательности азотистых оснований, называемые AU-rich элементами, в своих нетранслируемых областях. Но у HuR есть множественные и иногда противоположные функции, так как он также может способствовать распаду mRNA. Биоученый KAUST Имед-Эддин Галлузи возглавил команду, чтобы раскрыть белковую сеть, которая может быть задействована в обеспечении способности HuR стабилизировать mRNA именно во время формирования мышечных волокон.
Они сделали это, используя антитела для выделения HuR из клеток-предшественников мышц мыши (миобластов), а затем применили технику масс-спектрометрии для идентификации связанных с ним белков. YB1 выделился, поскольку он также известен своим участием в стабилизации и связывании mRNA.
Затем команда "выключила" ген, кодирующий YB1, в миобластах и обнаружила, что это значительно снизило способность этих клеток созревать в мышечные клетки. Кроме того, когда в нормальных миобластах нацеливались на гены для выработки большего количества HuR, формирование мышечных волокон усиливалось. Однако этого не происходило в миобластах с "выключенным" белком YB1. Дальнейшие тесты установили, что HuR и YB1 образуют комплекс, который связывается с AU-rich элементом в mRNA, чтобы сделать их стабильными в процессе формирования мышечных волокон.
"Установление сети РНК-связывающих белков, взаимодействующих с HuR, а также изучение механизма, с помощью которого эти комплексы участвуют в жизненно важных процессах, таких как формирование мышечных волокон, будет иметь первостепенное значение для нашего понимания центральной догмы молекулярной биологии", — говорит Галлузи. "Наше исследование показывает, что сродство HuR к своей РНК-мишени напрямую зависит от РНК-связывающего белка, с которым он ассоциируется".