Белок-рециклер помогает предотвращать болезни

Исследователи из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) и Гейдельбергского университета обнаружили первый этап рециклинга ключевой молекулярной метки, которая обеспечивает правильное выполнение инструкций, закодированных в наших генах. Исследование, опубликованное в журнале Cell, проливает свет на процесс корректуры, защищающий от генетических заболеваний.

Контроль ошибок в клетке

Один из механизмов контроля — бессмысленно-опосредованный распад (nonsense-mediated decay, NMD). Он основан на молекулярной метке — экзон-экспонном комплексе (exon-junction complex, EJC), который присоединяется к матричной РНК (mRNA). EJC указывает системе NMD, является ли РНК дефектной и подлежит ли она уничтожению.

Клетке необходимо пометить около 400 000 сайтов с помощью EJC, но у неё есть всего 10 000 копий одного из компонентов метки. Это означает, что EJC должны быть как можно быстрее разобраны, а их компоненты — использованы повторно.

Роль белка PYM

Учёные обнаружили, что за разборку и рециклинг EJC отвечает белок PYM. Ранее считалось, что EJC просто «сглаживаются» проходящими рибосомами. Однако оказалось, что без PYM разборка EJC нарушена.

PYM часто ассоциирован с рибосомами. Это объясняет, как EJC удаляются при прохождении рибосомы, и предотвращает их слишком раннее удаление. Если это произойдёт, система NMD окажется под угрозой, так как у неё не будет меток для работы.

Медицинское значение

NMD влияет на проявление таких заболеваний, как талассемия, мышечная дистрофия Дюшенна и муковисцидоз. Понимание процесса рециклинга EJC открывает возможность фармакологической модуляции NMD для влияния на развитие и течение генетических болезней.

Исследование проводилось в рамках совместного подразделения Molecular Medicine Partnership Unit (MMPU) — коллаборации EMBL и Гейдельбергского университета, объединяющей фундаментальную и клиническую науку.