Когда сталкиваются рибосомы: как бактерии устраняют последствия молекулярных аварий
Исследователи впервые визуализировали, что происходит, когда молекулярные машины по производству белка — рибосомы — сталкиваются внутри бактериальной клетки, и раскрыли универсальный механизм "спасения".
Ключевое открытие: Учёные из лаборатории Рэйчел Грин (Университет Джонса Хопкинса) в сотрудничестве с Роландом Бекманном (Мюнхенский университет) обнаружили, что бактерии используют молекулу-«спасатель» SmrB для разрезания застрявших и столкнувшихся рибосом. Этот процесс аналогичен ранее открытому у дрожжей, что указывает на его универсальность.
Как это работает:
- Рибосмы, двигаясь по цепи мРНК для синтеза белка, иногда "застревают".
- Следующая рибосома налетает на остановившуюся, вызывая столкновение.
- На место "аварии" прибывает молекула SmrB.
- Как молекулярные "ножницы жизни", SmrB разрезает повреждённые рибосомы, позволяя клетке утилизировать и повторно использовать их компоненты.
Значение исследования:
- Структурное подтверждение: С помощью криоэлектронной микроскопии команда Бекманна впервые получила снимки столкнувшихся бактериальных рибосом и зафиксировала, как SmrB связывается с местом столкновения.
- Универсальный механизм: Ранее считалось, что у бактерий и дрожжей (чьи клетки ближе к животным) принципиально разные пути решения этой проблемы. Открытие SmrB показывает, что первый шаг — распознавание столкновения и разрезание — консервативен.
- Модель для изучения: Поскольку бактериальный SmrB проще своего дрожжевого аналога, он может стать моделью для понимания того, как похожий процесс контроля качества работает у более сложных организмов, включая человека.
Исследование было впервые размещено на bioRxiv.org, а затем опубликовано в журнале Nature 9 марта 2022 года.