Рибосомы объединяются в трудных ситуациях, показал новый метод визуализации

Исследователи из группы Танебаума в Институте Хубрехта разработали новую микроскопическую технику для наблюдения за работой рибосом в клетках. С её помощью можно отслеживать отдельные рибосомы в процессе трансляции мРНК в белки.

Учёные обнаружили, что рибосомы помогают друг другу при столкновении с трудностями — процесс, названный рибосомной кооперативностью. Техника и результаты, опубликованные в Cell, дают представление о том, как производятся белки, и предоставляют научному сообществу инструмент для более детального изучения трансляции мРНК.

Наблюдение за рибосомами в действии

«Иногда в мРНК есть участки, которые сложно перевести в белок. Мы до сих пор не до конца понимаем, как рибосомы справляются с ними», — говорит Максимилиан Мадерн, один из ведущих авторов. Новая технология позволяет отслеживать отдельную рибосому во времени в процессе трансляции.

Используя её, команда получила новые данные:

• Отдельные рибосомы движутся с разной скоростью и иногда надолго останавливаются.
• Из-за разной скорости рибосомы могут сталкиваться, замедляя производство белка.
• Для подтверждения этого факта потребовалось сотрудничество с группой вычислительных биологов Марианны Бауэр (TU Delft).

Рибосомы застревают

Важное открытие касается столкновений рибосом, которые происходят из-за сложного участка РНК или разницы в скорости:

• Кратковременные столкновения не запускают механизмы контроля качества клетки.
• Эти механизмы, удаляющие сталкивающиеся рибосомы, активируются только если столкновение длится несколько минут.

Столкновения не так уж плохи

Неожиданно оказалось, что временные столкновения могут быть полезны. Рибосомы помогают друг другу преодолевать сложные для трансляции участки РНК — это и есть рибосомная кооперативность.

«Это позволяет рибосомам выдерживать кратковременные столкновения на проблемных участках РНК, способствуя непрерывному производству белка», — объясняет Мадерн.

Новая технология позволяет лучше понять поведение рибосом на индивидуальном уровне. Расшифровка динамики трансляции мРНК даёт более глубокое понимание клеточных процессов и роли синтеза белка в здоровье и болезнях.