Mehr als ein protein-Fabrik: Eine Rolle, die für Ribosomen, die in der Regelung der menschlichen gen-expression

Forscher von der Stowers Institut für Medizinische Forschung entdeckt eine neue Funktion von Ribosomen in menschlichen Zellen, kann die protein-Herstellung Partikels Rolle bei der Zerstörung von gesunden mRNAs, die Nachrichten entschlüsseln DNA in ein protein.

„Für eine lange Zeit, viele Menschen haben gesehen Ribosomen als ein passiver Spieler in der Zelle-eine molekulare Maschine, die nur Proteine produziert“, sagt Stowers Assistant Investigator Ariel Bazzini, PhD. „Nun, es gibt wachsende Beweise dafür, dass Ribosomen regulieren gen-expression, einschließlich in menschlichen Zellen.“

Diese Erkenntnisse wurden vor kurzem veröffentlicht online in eLife, führen könnte, um ein weiteres Verständnis mRNA, die Rolle und die Ursachen der gen-misregulation in menschlichen Krankheiten.

In den Prozess der translation, Ribosomen stellen Proteine dienen als Standort für die biologische Synthese von Ihnen. Genauer gesagt, ein Ribosom liest codons — Sätze von drei aufeinander folgenden nukleotiden, die — in einer mRNA-Nachricht, um zu bestimmen, welche Aminosäuren der wachsenden Proteinkette. Als Teil dieses Prozesses, Ribosomen auch als Qualitätskontrolle, die Auslösung der Zerstörung falsch gemacht mRNA.

Einen wachsenden Körper des Beweises gezeigt hat, Ribosomen spielen auch eine Rolle bei der Beeinflussung der Stabilität (Lebensdauer) der Ordnungs-mRNAs, damit als ein wichtiger Faktor in der Modulation der mRNA-Stabilität, der Ebene der mRNA-und protein-Produktion. Diese hatte sich gezeigt, in Organismen wie Hefe, E. coliund Zebrafisch. In dieser Studie, die Forscher zeigten, dass Ribosomen Einfluss auf die mRNA-Stabilität in menschlichen Zell-Linien als auch.

„Wir sehen, dass die Menge der gen-expression ist eine Kombination von mRNA-Produktion (Transkription) und die Stabilität,“ Bazzini sagt. „Denken Sie sich ein Glas Wasser. Um eine Idee zu bekommen, wie viel Wasser das Glas hält, zu einer bestimmten Zeit, ist es wichtig zu wissen, wie viel Wasser Sie zunächst Gießen Sie in das Glas, sondern auch wichtig zu wissen, wie viel Wasser Sie trinken. Das gleiche gilt für die mRNA. Sie können Messen, wie viele mRNA-richtig gemacht, aber wenn Sie nicht wissen, wie viele von Ihnen sind abgebaut, wie tun Sie wirklich wissen, wie viele es sind?“

Diese Ergebnisse öffnen die Tür zu zwei spannenden Forschungsmöglichkeiten, sagt Bazzini. Der erste ist besser zu verstehen, wie Ribosomen-trigger-mRNA-Zerstörung, der molekulare Mechanismus ist noch unbekannt. Ribosomen möglicherweise nicht der passive Spieler haben die Forscher lange dachten.

„Ähnlich wie Ribosomen, Moleküle genannt, tRNAs oder transfer-RNAs, sind grundsätzlich auch in die Proteinsynthese involviert,“ sagt ersten Autor auf dem Bericht, und Stowers Predoctoral Researcher Qiushuang Wu. „Wir denken, dass tRNAs, die erkennen codons in der mRNA ist, und entsprechende Aminosäuren zu den Ribosomen, könnte eine starke regulatorische Rolle in der Entwicklung und in den menschlichen Krankheiten.“

Die zweite Forschung avenue ist auf der Suche, wie diese neu entdeckten regulatorischen molekulare Mechanismus kann in Bezug auf die Gene, die mit Erkrankungen des Menschen. Die Sequenzierung menschlicher Genome hat gezeigt, dass Einzelpersonen, die haben manchmal eine „silent mutation“, die eine Veränderung in der DNA-Sequenz und dem codon, der keine Veränderung der Aminosäure-Zusammensetzung des resultierenden proteins, wie viele Aminosäuren codiert sind, die durch mehrere codons. Doch die Stille mutation könnte noch wirken, wenn es führt zu Ribosomen zerstören gesunde mRNA.

„Eines der grundlegenden Konzepte der Biologie ist, wie die Gene reguliert werden und wie diese Bestimmungen drive Zellen zu spezialisieren. Wir sind daran interessiert zu untersuchen, wie post-Transkription Mechanismen funktionieren, und insbesondere, wie sich die Ribosomen-trigger-mRNA-Zerstörung-wie Sie Auslöser oder Faktoren rekrutieren, um die Durchführung dieses Prozesses“ Bazzini sagt. „Das Verständnis, wie die übersetzung betrifft mRNA-expression auf molekularer Ebene ermöglicht es uns, darüber nachzudenken, wie mRNA, die übersetzung könnte eine Form der gen-expression in Krebs -, Alterungs -, oder virale Infektion.“

Die Arbeit wurde finanziert von der Stowers Institut für Medizinische Forschung.