Ein solides Gerüst für unsere Zellen

Zur angemessenen Erfüllung der Aufgabe, für die Sie synthetisierten, Proteine müssen zuerst montieren Sie bilden eine effektive zelluläre „Maschinen.“ Aber wie erkennen Sie Ihren Partner zur rechten Zeit? Forscher an der Universität von Genf (UNIGE) entschlüsselt zu haben die wesentliche Rolle der Not1-protein, konserviert in allen eukaryotischen Organismen: durch die Regulierung der Aktivität von Ribosomen — die proteinfabriken unserer Zellen-Not1 können Proteine, die zusammenarbeiten müssen, synthetisiert werden, die in der gleichen Ort und zur gleichen Zeit. Die Identifizierung dieser bislang unbekannten Mechanismus hilft, besser zu verstehen, eines der grundlegenden Elemente der zellulären Maschinerie, die, wenn es zu Fehlfunktionen, könnte die Ursache für viele Krankheiten. Ergebnisse zu Lesen in Nature Structural & Molekulare Biologie.

In menschlichen Zellen, wie in allen eukaryotischen Organismen, die genetisches material, ist im Zellkern in form von DNA. Zur Durchführung der genetischen Programm codiert, mit DNA, muss diese zunächst transkribiert in RNA, die wiederum in Proteine übersetzt. Dieser job ist getan, indem die Ribosomen, kleine Maschinen, die Proteine zu produzieren mit der Entschlüsselung der RNA.

Sobald synthetisiert, die Proteine gelangen in das Zytoplasma, zwischen dem Kern und der Membran, wo die meisten der Zell-Aktivität stattfindet. Jedoch, um richtig zu funktionieren, Proteine zusammenstellen, müssen zu bilden zelluläre „Maschinen“, und führen Sie die Aufgaben, für die Sie produziert wurden. „Das Zytoplasma ist reichlich mit Mengen von Proteinen, RNA und Organellen“, sagt Martine Collart, professor an der UNIGE Fakultät für Medizin, der die Leitung dieser Arbeit. „Stellen wir uns vor, ein Riesen-Konzert mit einer Gruppe von Musikern. Der Raum, überfüllt mit Zuschauern, hat Dutzende von Türen. Wie werden die Musiker in der Mitte dieser riesigen Menschenmenge, alle treffen sich in Zeit zu führen? Dies ist, was passiert, in jedem moment in das Zytoplasma: Proteine, die zu den gleichen komplexen müssen zueinander finden und montieren, um ordnungsgemäß zu funktionieren. „

Not1, das multifunktionale protein von zellulären Gerüst

Aber wie Proteine kommt es? Dies ist, wo Not1 kommt: ein sehr großes protein, dient es als Gerüst und beacon zu ermöglichen Proteinen zusammengebaut zu werden, gemäß dem genetischen Programm Sie ausführen müssen. Die Genfer Forschern ist es gelungen zu demonstrieren, dass die boten-RNA ist im Zusammenhang mit Not1, noch bevor die Proteine produziert werden. Also, wenn die genetische information in der RNA beginnt zu Lesen, Proteine synthetisiert werden Seite an Seite. Gemacht in der Nähe, Sie müssen nicht mehr jede Schwierigkeit Montage“, als ob alle unsere Musiker hatte, trat durch die gleiche Tür!,“ unterstreicht Martine Collart.

Zur Bestätigung Ihrer Hypothese untersuchten die Forscher eine zelluläre Maschinerie, die das Proteasom, deren Funktion es ist, zu erniedrigen, schlecht gebildet, nutzlos oder veraltet sind Proteine. Die Störung dieses wichtigen Mechanismus kann verschiedene Krankheiten, darunter viele neurodegenerative Erkrankungen, die gekennzeichnet sind durch einen überschuss von aggregierten Proteine, die nicht degradiert worden. Und wenn Sie verhindert die expression von Not1, beobachteten die Wissenschaftler, dass die proteasomen-Proteine wurden nicht mehr hergestellt, Seite an Seite zu montieren und erfüllen Ihre Aufgabe.

Professor Collart zuerst identifiziert Not1 so früh wie 1990. „Ich habe fast 30 Jahre lang versucht, zu verstehen, Ihre genaue Rolle, und vor allem zeigen, warum Not1 ist ein absolut wesentliches element für die korrekte zelluläre Funktion und konserviert in allen eukaryotischen Organismen, von der Hefe bis zum Menschen. Um meinen Standpunkt zu beweisen, jedoch musste ich warten, für die Entwicklung einer neuen Technik, erstmals beschrieben von nur neun Jahren, die die Sendungen „live“ die übersetzung von boten-RNA in protein.“

Es ist alles über Rhythmus

Diese Technologie-als „ribosome profiling“ – macht es möglich, zu beobachten, das Fortschreiten der protein-Synthese durch das Ribosom. Die Forscher erkannten schnell, dass, weit von der Arbeit auf einer Konstanten Geschwindigkeit, die das Ribosom nimmt oft mehr oder weniger lange Pausen vor dem Neustart. Während einer pause, die Teile des proteins, die bereits synthetisiert beginnen zu assoziieren mit Ihren „Partnern.“ Solche Unterbrechung daher offenbar nicht zufällig, sondern im Gegenteil erlauben, Proteine zu montieren und schnell in einer geordneten Art und Weise, die Begrenzung des Risikos von Störungen. Not1 würde daher nicht nur erlauben, Proteine zu montieren, würde aber auch Regeln die Arbeits-Rhythmus von Ribosomen.

Durch die Aufdeckung solcher grundlegenden zellulären Mechanismus, der diese Arbeit zeigt, dass eine Fehlfunktion von Not1 könnte ein interessanter Schlüssel zum Verständnis vieler Krankheiten. „Um zu verfeinern unseren Analysen, die wir durchgeführt Ribosom profile auf menschlichen Krebs-Zellen parallel mit gesunden Zellen, und beobachtet erhebliche Unterschiede im Rhythmus. Aber wie ist dieser Rhythmus gesteuert? Würde es möglich sein zu intervenieren? Dies sind nur einige der vielen Fragen, die wir noch zu beantworten haben“, schließt Martine Collart.