Состав сплайсингового комплекса в хлоропластах идентифицирован впервые

Исследователи под руководством доктора Джессики Джейкобс из Рурского университета в Бохуме идентифицировали одного из главных участников процесса преобразования гена в белок. Команда "выловила" из хлоропластов зеленой водоросли Chlamydomonas reinhardtii крупный комплекс белков и РНК, участвующий в так называемом сплайсинге. Этот процесс вырезает некодирующие участки из матричной РНК (мРНК), содержащей чертеж белка. «Впервые мы установили точный состав неизвестного сплайсингового комплекса хлоропластов», — говорит Джейкобс. Она сообщает об этом вместе с коллегами в журнале Molecular and Cellular Proteomics.

От гена к белку — требуется обработка

Гены содержат кодирующие и некодирующие области. Чтобы преобразовать ген в белок, ферменты сначала создают копию гена — матричную РНК. Полезный чертеж для белка получается только тогда, когда ферменты вырезают из мРНК некодирующие области, называемые интронами. Этот процесс учёные называют сплайсингом. За него отвечают крупные комплексы РНК и белков.

Компоненты сплайсингового комплекса идентифицированы в хлоропластах

Исследователи изучили сплайсинг гена psaA, который находится в хлоропластах. Хлоропласты, вероятно, произошли от ранее свободноживущих цианобактерий. Согласно теории эндосимбиоза, они были интегрированы в клетки растений. Поэтому хлоропласты имеют собственный генетический материал — реликт генома цианобактерий. Однако для функционирования хлоропласты зависят от коммуникации с клеточным ядром.

Команда из Бохума идентифицировала компоненты белкового комплекса, который осуществляет сплайсинг хлоропластного гена psaA. В сплайсинговом комплексе они обнаружили 23 различных белка, которые кодируются в геноме клеточного ядра. «Обнаруженный белковый комплекс дает нам представление о функционировании компонентов, участвующих в коммуникации между хлоропластами и ядром», — говорит Джессика Джейкобс.

Как «выловить» сплайсинговый комплекс

Исследования проводились на одноклеточной зеленой водоросли Chlamydomonas reinhardtii. «Мы использовали белковую приманку, чтобы выловить сплайсинговый комплекс из хлоропластов», — говорит Джейкобс.

До эксперимента было известно, что белок Raa4 участвует в сплайсинге гена psaA, но его многочисленные партнеры по взаимодействию были неизвестны. Биологи генетически модифицировали водоросль так, чтобы она производила измененную форму белка Raa4 — с «меткой», своего рода «крючком». Они выделили все белки клетки и пропустили их через специальный материал, на котором зацепился только Raa4 со своим крючком — вместе со всеми связанными партнерами. Компоненты выловленного сплайсингового комплекса определили с помощью масс-спектрометрии.

Исследователи обнаружили сплайсинговый комплекс одинакового состава при различных условиях окружающей среды: на свету, в темноте и в бескислородной среде.