Информационные РНК несут информацию для сборки белков из ДНК в ядре клетки к участкам синтеза белка в цитоплазме и имеют решающее значение для функционирования клетки. В нервных клетках, которые образуют цитоплазматические отростки, которые могут быть очень длинными, многие нейрональные мРНК должны быть доставлены к участкам действия их белковых продуктов, чтобы гарантировать установление правильных межклеточных связей. Для этого требуется специальная транспортная система, которая связывает удаленные участки цитоплазмы с ядром клетки. Дирк Ниссинг, профессор Биомедицинского центра LMU и руководитель исследовательской группы в Институте структурной биологии в Центре им.
Гельмгольца в Мюнхене, охарактеризовал структуру макромолекулярного комплекса, участвующего в транспорте мРНК в дрожжевых клетках. Новые результаты опубликованы в журнале Nature Structural & Molecular Biology.
Как член исследовательского подразделения DFG «Макромолекулярные комплексы в локализации мРНК» Ниссинг исследует работу молекулярных транспортных систем клетки в нескольких модельных организмах. В новом исследовании, проведенном в сотрудничестве с первым автором Франциской Эдельманн из Helmholtz Zentrum Munchen, авторы использовали пекарские дрожжи (Saccharomyces cerevisiae) для исследования с высоким разрешением последовательности структурных взаимодействий, необходимых для специфического распознавания мРНК в ядре и его последующий транспорт в цитоплазме.
Исследовательская группа систематически выделяла и кристаллизовала субкомплексы молекулярной машины, ответственной за процесс, и подвергала их рентгеноструктурному анализу. Полученные модели впервые ясно показывают, как шпилькообразная конформация РНК изменяется, когда она распознается необходимыми связывающими белками в ядре. «Мы были удивлены, увидев, что эти белки не только распознают РНК, но и заставляют ее принимать новую форму.
Они, так сказать, скрепляют это вместе, – говорит Ниссинг. За перенос РНК отвечают так называемые моторные белки. С помощью развернутых адаптерных белков они присоединяются к комплексу РНК-белок по мере его выхода из ядра. При этом они стабилизируют всю сборку, как демонстрируют структурные модели, тем самым позволяя РНК транспортироваться к месту назначения по волокнам, составляющим цитоскелет, которые служат «железнодорожными путями» системы.
Новые данные представляют собой серьезный прогресс в нашем понимании транспорта РНК – процесса, который является общим для всех организмов, чьи клетки имеют ядро, и жизненно важен для их выживания.