Ride-on bağlama: beyin hücrelerinde mRNA taşıma sistemi ortaya çıkarıldı

özet: Araştırmacılar, mRNA’nın beyin hücrelerinde nasıl dağıldığını anlamada büyük ilerlemeler kaydetti. FERRY adlı bir protein kompleksinin, erken endozomların (EE’ler) mRNA’ları nöronların uzak bölgelerine taşımasına yardımcı olduğunu keşfettiler.

Kriyojenik elektron mikroskobu kullanarak FERRY’nin yapısını ve mRNA’lara nasıl bağlandığını gösterdiler. Bu bulgular, mRNA transferindeki başarısızlığın neden olduğu nörolojik bozukluklar hakkındaki anlayışımızı derinleştirebilir.

Ana unsurlar:

1. MPI bilim adamları tarafından keşfedilen protein kompleksi FERRY, beyin hücrelerinde mRNA iletiminin kritik bir bileşeni olarak tanımlandı.
2. Daha önce hafife alınan erken endozomlar (EE’ler), FERRY’nin yardımıyla mRNA taşıyıcıları olarak hareket ederek mRNA dağılımında çok önemli bir rol oynar.
3. Kriyoelektron mikroskobu kullanan araştırmacılar, FERRY’nin karmaşık yapısını ve belirli nörolojik bozukluklarda yer alan yeni RNA bağlama yolunu ortaya çıkardı.

kaynak: Max Planck Enstitüsü

Dresden, Dortmund, Frankfurt am Main ve Göttingen’deki MPI enstitülerinden ekipler, haberci RNA’nın nöronlarda iletilmesinde yer alan bir protein kompleksinin ilk kanıtını elde etmek için güçlerini birleştiriyor..

Uzak, çok yakın!

Marino Zerial, “Bu yayınlar, beyin hücrelerinde mRNA dağılımının altında yatan mekanizmaları aydınlatmada büyük bir ilerleme sağlıyor” diyor. Hücreler, bir plan olarak mRNA’yı ve 3D yazıcılar olarak ribozomları kullanarak hayati proteinler üretir.

Bununla birlikte, beyin hücrelerinin üstesinden gelmesi gereken lojistik bir zorluk vardır: beyinde santimetrelerce uzayabilen dalları olan ağaç benzeri bir şekil.

Araştırmanın ilk yazarı Jan Schumacher, “Bu, binlerce mRNA’nın çekirdekten uzağa taşınması gerektiği anlamına geliyor; bu, tüm bir ülkedeki süpermarketlere düzgün bir şekilde tedarik sağlamak için lojistik bir çaba gibi bir şey” diyor.

Şimdiye kadar, araştırmacılar, taşıyıcının rolünü, gizli endozomlar adı verilen hücre içindeki küresel bölmelere bağladılar. Bununla birlikte, MPI bilim adamları, hücre içi yol ağları boyunca her iki yönde seyahat etme yetenekleri nedeniyle, erken endozomlar (EE’ler) olarak adlandırılan farklı bir bölme biçiminin de mRNA taşıyıcıları olarak uygun olduğunu savunuyorlar.

Dresden’deki MPI’den Marino Zerial liderliğindeki ilk yayında, bilim adamları FERRY (beş endozomal Rab5 alt birimi ve RNA/ribozom aracısı) adını verdikleri bir protein kompleksinin işlevini keşfettiler.

Nöronlarda FERRY, EE’lere bağlanır ve iletim sırasında bir bağlantı kuşağı gibi davranır: doğrudan mRNA ile etkileşime girer ve onu EE’lere taşır, böylece mRNA’nın taşınması ve beyin hücrelerine dağıtılması için lojistik taşıyıcılar haline gelir.

karmaşık ayrıntılar

Ancak FERRY’nin mRNA ile ilişkisi nedir? İşte o zaman MPI Dortmund’dan Stefan Raunser’in forması devreye girdi.

İkinci yayında, Denise Quentin ve ark. FERRY’nin yapısını ve bileşiğin hem EE’lere hem de mRNA’lara bağlanmasına izin veren moleküler özelliklerini anlamak için kriyo-elektron mikroskobu (kriyo-EM) kullanıldı.

FERRY’nin 4 Ångstrom çözünürlükteki yeni 3D atom modeli, sarmal-sarmal alanlarını içeren yeni bir RNA bağlama modu gösterir. Bilim adamları ayrıca, belirli genetik mutasyonların FERRY’nin mRNA’yı bağlama ve nörolojik bozukluklara yol açma yeteneğini nasıl etkilediğini açıkladı.

Raunser, “Araştırmamız, aynı zamanda terapötik olarak ilgili hedeflerin tanımlanmasına da yol açabilecek mRNA taşınması veya dağıtımının başarısızlığından kaynaklanan nörolojik bozuklukların daha kapsamlı bir şekilde anlaşılması için temel oluşturuyor” diyor.

Bu genetik ve nörobilim haberleri hakkında

yazar: Johann Jarzombek
kaynak: Max Planck Enstitüsü
iletişim: Johann Jarzombek – Max Planck Enstitüsü
resim: Görüntü, Neuroscience News’e aittir

Orijinal arama: açık Erişim.
“İnsan FERRY Rab5 efektör kompleksi tarafından mRNA bağlanması için yapısal temelStephan Raunser ve diğerleri tarafından. moleküler hücre

Özet

İnsan FERRY Rab5 efektör kompleksi tarafından mRNA bağlanması için yapısal temel

Öne Çıkanlar

• Ferry, transkriptlerin uzun menzilli taşınmasında mRNA’yı erken endozomlara bağlar
• Pentamerik FERRY Rab5 efektör kompleksinin benzersiz sinaps benzeri yapısı
• Karmaşık RNA bağlama arayüzü, esas olarak Fy-2’nin esnek sarmal-sarmal alanlarını içerir.
• Nöronal bozuklukla ilişkili mutasyonlar, Rab5 ve FERRY havuzlamasını bozar

özet

FERRY Rab5 pentaz efektör kompleksi, hücre içi mRNA dağılımında mRNA ile erken endozomlar arasındaki moleküler bir bağlantıdır.

Burada insan kriyo-EM mimarisini tanımlıyoruz. Rab efektörlerinin bilinen hiçbir yapısından farklı olarak benzersiz bir sinaps benzeri yapı ortaya çıkarır.

Fonksiyonel ve mutasyon çalışmalarının bir kombinasyonu, Fy-2 C-terminali sarmal sarmal Fy-1/3 ve Rab5 için bir bağlanma bölgesi olarak hizmet ederken, hem sarmal sarmal hem de Fy-5’in mRNA’yı bağlamayı kabul ettiğini ortaya koymaktadır.

Nörolojik bozukluğu olan hastalarda Fy-2 kesilmesine neden olan mutasyonlar, Rab5 bağlanmasını veya FERRY kompleksi düzeneğini bozar. Böylece Fy-2, beş karmaşık alt birimin tümünü birbirine bağlayan ve mRNA bağlanmasına ve Rab5 aracılığıyla erken içselleştirmeye aracılık eden bir bağlayıcı merkez görevi görür.

Çalışmamız, uzun mesafeli mRNA taşınmasına ilişkin mekanik bilgiler sağlar ve FERRY’nin özel yapısının, sarmal-sarmal alanlarını içeren, daha önce tanımlanmamış bir RNA bağlama modu ile yakından ilişkili olduğunu gösterir.