Структура комплекса инициации мРНК проливает свет на механизм начала синтеза белка

Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе и Лаборатории молекулярной биологии MRC в Кембридже определили структуру комплекса, который формируется при сканировании мРНК для поиска стартовой точки трансляции РНК в белок. Открытие, опубликованное 4 сентября в Science, углубляет понимание этого фундаментального процесса.

Трансляция начинается, когда рибосома присоединяется к мРНК и сканирует её, пока не найдёт стартовый кодон — три нуклеотида, сигнализирующие "начать трансляцию здесь". В этом процессе участвуют более десятка белков, известных как факторы инициации. Многие из этих факторов оказались дисрегулированы при различных типах рака.

Однако из-за отсутствия данных о структурах всего комплекса было плохо понятно, как именно факторы собираются вместе и сканируют мРНК.

Чтобы это исследовать, команда использовала мРНК, лишённую стартового кодона, чтобы "поймать" комплекс в процессе сканирования. Они применили криоэлектронную микроскопию в LMB для получения структуры комплекса, включая захваченную мРНК. Этот метод позволяет получать трёхмерные изображения биологических молекул вплоть до атомарного масштаба.

На основе этой структуры исследователи предложили модель, объясняющую, как мРНК входит в канал малой субъединицы рибосомы, и механизм, по которому мРНК может протягиваться через рибосому при сканировании — подобно плёнке в старом кинопроекторе.

Они предсказали, что для большинства мРНК стартовый кодон должен находиться достаточно далеко от её переднего конца, чтобы быть найденным в процессе сканирования. Это было подтверждено биохимически. Дальнейшее подтверждение модели было получено с помощью масс-спектрометрии.

Новая криоэлектронная микроскопическая установка в Колледже биологических наук UC Davis сделает подобные исследования возможными непосредственно в университете.