2023 Szerző: Sophia Otis | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-05-21 01:49
A sejtek újra felhasználhatják azokat a kémiai hírvivőket, amelyek genetikai információkat szállítanak a fehérjéket előállító gépezethez. Egy új kutatás szerint a sejtek néha a hírvivőket a tárolóba szállítják, majd később újra aktiválják őket fehérjékké.
Ha megtanuljuk, hogyan szabályozzák a sejtek az újonnan felfedezett „mRNS-ciklust”, betekintést nyerhet abba, hogy a sejtrendszer miként fut át olyan betegségekben, mint a rák.
A tudósok korábban azt hitték, hogy az mRNS-ként ismert hírvivő molekulákat előállították, felhasználták, leszerelték, majd egyirányú útra küldték a szeméttelepre.
Ezek a cellás szemétlerakók, az úgynevezett P-testek tárolóraktárnak bizonyulnak, nem hulladéklerakóknak. Használat után az mRNS-molekulákat tárolás céljából átmenetileg deaktiválják. A sejt ezután vagy elpusztíthatja az mRNS-t, vagy helyreállíthatja az előre használt mRNS-t, így szükség esetén újra üzembe helyezheti.
A P-testek részt vesznek annak meghatározásában is, hogy specifikus mRNS-eket használnak-e fehérjék előállítására, ezt a folyamatot transzlációnak nevezik.
"Meglepődve tapaszt altuk, hogy a P-testek részt vesznek a fordítás szabályozásában" - mondta Roy Parker, a kutatócsoport vezetője, a Tucson-i Arizonai Egyetem molekuláris és sejtbiológiai professzora, valamint Howard Hughes kutatója. Orvosi Intézet. 2003-ban az ő laboratóriuma volt az első, amely megnevezte és leírta a P-testek funkcióját.
Parker azt mondta az új felfedezésről: "Azt sugallja, hogy a P-testeknek sokkal szélesebb szerepük van a sejtaktivitások szabályozásában, mint gondoltuk."
Parker és az első szerző, Jeff Coller beszámol a P-testületek szerepéről a fordítás ellenőrzésében szeptemberben. A Cell folyóirat 23. száma. Coller, aki UA-ban végezte a kutatást a Howard Hughes Medical Institute posztdoktori ösztöndíjasaként, jelenleg a Cleveland állambeli Case Western Reserve Egyetem RNAMolekuláris Biológiai Központjának adjunktusa.
A Parker labor tárolóraktárként szolgáló P-testekkel kapcsolatos megállapításait 2005. szeptember 1-jén tették közzé az interneten, és a Science közelgő számában teszik közzé. A két közlemény teljes idézete a kiadvány végén található. A Howard Hughes Medical Institute és a National Institutes of He alth finanszírozta a kutatást.
Az élethez és növekedéshez a sejtek a DNS-ben tárolt genetikai utasításokat fehérjékké alakítják. A genesében tárolt számtalan utasítás közül azonban csak néhány hasznos egyszerre. A kutatók azt szeretnék kideríteni, hogyan váltanak át a sejtek az egyik típusú fehérje előállításáról a másikra. Az mRNS-molekulák kulcsfontosságúak a gyártási folyamatban, mivel a DNS-ből az összeszerelő üzembe szállítják a fehérje-összeállítási utasításokat.
Noha a P-testeket eredetileg csak a használt mRNS szemétdombjaiként azonosították, Parker és kollégái azt gyanították, hogy a P-testek fontosabb szerepet játszanak annak meghatározásában, hogy egy sejt mely fehérjéket termel.
A kutatók azt vizsgálták, hogy két, az mRNS-t lebontó fehérje, a Dhh1p és a Pat1p részt vett-e az mRNS utasításainak fehérjékké történő transzlációjában. A tudósok kísérleteiket a közönséges sütőélesztővel végezték, egy egysejtű szervezettel, amelyet a tudósok Saccharomyces cerevisiae néven ismernek.
A kutatók összehasonlították a mutáns élesztősejtek viselkedését a normál élesztősejtekkel, hogy lássák, mi történt, ha a sejtes gépek nem működnek megfelelően.
Coller és Parker tesztelte a mutáns sejteket, amelyekből hiányzott az egyik vagy mindkét fehérje, hogy lássák, hogyan viszonyulnak a normál sejtekhez. Mikroszkóp alatt a mutáns sejtek, amelyekből mindkét fehérje hiányzott, mindössze 10 százaléka tartalmazott P-testeket, míg a normál sejt szinte mindegyikében volt P-test. Ráadásul a mutáns sejtek a megfelelő körülmények között már nem tudták kikapcsolni az mRNS-ek használatát. Parker azt mondta: "Azok a sejtek, amelyekből hiányoznak ezek a fehérjék, már nem tudták kikapcsolni az mRNS-t, és nem tudtak többé P-testeket előállítani."
A csapat élesztősejteket úgy alakított ki, hogy túlzott mennyiségű fehérjét termeljenek, és megismételték a kísérleteket ezekkel a sejtekkel. Azok a sejtek abbahagyták a növekedést. Parker azt mondta: "Az mRNS-ek mindegyike el van távolítva az összeszerelő gyáraktól. Ha mikroszkóppal nézzük, a sejtekben hatalmas P-testek találhatók. Ez nagyon drámai."
A Dhh1p-hez hasonló emberi fehérje túlburjánzása sok daganatban előfordul, de a fehérje funkciója ismeretlen, mondta Parker. Egy másik kísérletben a csapat néhány mRNS-t, néhány fehérje-összeállító növényt és néhány emberi fehérjét, a továbbiakban RCK-t helyezett kémcsövekbe.
Amikor az RCK-t hozzáadták, az mRNS-ek nem kerültek be az összeszerelő üzemekbe, ami arra utal, hogy az emberi fehérje megakadályozza a sejteket, hogy az mRNS utasításait olyan fehérjékké fordítsák le, amelyekre a sejteknek szükségük van a fejlődéshez. "E fehérje hozzáadása felborítaná" - mondta Parker."A fehérje elnyomja a fordítási folyamatot."
Az emberek kezdetben azt hitték, hogy az egyik fehérje előállításáról a másikra való váltás kizárólag a fehérjekészítő gépezet összeállításának blokkolásával történt. Collerand Parker Cell papírja azt mutatja, hogy a szabályozás úgy történik, hogy meghatározzák, hogy az mRNS bejut-e az összeszerelő üzembe, vagy elszállítják-e a raktárba. A korábbi hiedelmekkel ellentétben a csapat azt gyanítja, hogy a sejt teljesen megkerülheti az összeszerelő üzemet, és a szükségtelen mRNS-eket egyenesen a P-testekbe küldheti, hogy lebontsák vagy esetleg újrahasznosítsák.
Parker azt mondta, hogy laboratóriuma következő lépése a P-testek lehetséges szerepének vizsgálata a memóriában és a vírusfertőzésekben.
JeffColler és Roy Parker „Általános transzlációs represszió az mRNS decapping aktivátorai által” című tanulmánya a Cell folyóirat szeptember 23-i számában jelenik meg.
Muriel Brengues, Daniela Teixeira és RoyParker, az Arizonai Egyetem munkatársai, az "Eukarióta mRNS-ek mozgása poliszómák és citoplazmatikus feldolgozó testek között" című tanulmány szerzői, amely a Science Express online kiadásában, szeptemberben jelent meg.1, www.sciencexpress.org, DOI-szám: 10.1126/science.1115791.
