Контроль качества внутри клетки

Исследователи из Charité — Universitätsmedizin Berlin выяснили, как два специфических белка распознают дефектные матричные РНК (мРНК) и запускают их уничтожение. Результаты опубликованы в Nature Communications.

Процесс синтеза белка и роль мРНК

Генетическая информация из ДНК сначала транскрибируется в мРНК — молекулы с «инструкцией по сборке» белка. Затем рибосомы считывают мРНК и синтезируют белок. Дефектные мРНК приводят к образованию аномальных, потенциально токсичных белков.

Исследование «безстоп-кодонных» мРНК

Учёные под руководством доктора Тарека Хилаля изучали мРНК, лишённые стоп-кодонов — генетических «стоп-сигналов», обозначающих конец синтеза. Попытка трансляции таких «nonstop-mRNAs» приводит к полной остановке (сталлингу) рибосомы, блокируя весь процесс.

Механизм «спасения»

С помощью криоэлектронной микроскопии исследователи показали, как белки-«спасатели» Dom34 и Hbs1 распознают такие застрявшие рибосомы. Они инициируют расщепление комплекса и деградацию дефектной мРНК. Белки связываются с консервативными участками рибосомы, которые в норме заняты мРНК, используя механизм прямой конкуренции. Это гарантирует, что мишенью становятся только рибосомы с аномальной мРНК.

Клиническое значение

«Исследование эффектов аномальных мРНК и последствий их недостаточной деградации становится всё более значимым», — говорит доктор Хилаль. Аберрантные мРНК особенно часто встречаются у пациентов с нейродегенеративными заболеваниями, такими как боковой амиотрофический склероз (БАС). Понимание клеточных контрольных механизмов на молекулярном уровне может помочь в разработке новых методов лечения.