Los investigadores descubren la nueva función de ribosomas en células humanas

Los investigadores del instituto de Stowers para la investigación médica han descubierto una nueva función de ribosomas en las células humanas que pueden mostrar el papel de la partícula de proteína-fabricación en la destrucción de mRNAs sanos, los mensajes que decodifican la DNA en la proteína.

Durante mucho tiempo, mucha gente ha visto los ribosomas como jugador pasivo en la célula - una máquina molecular que apenas está produciendo las proteínas. Ahora está creciendo prueba que los ribosomas regulan la expresión génica, incluyendo en células humanas.”

Investigador auxiliar Ariel Bazzini, doctorado de Stowers

Estas conclusión, que fueron publicadas recientemente en línea en eLife, podrían llevar al papel y a las causas del mRNA de comprensión adicional del misregulation del gen en enfermedades humanas.

En curso de traslación, los ribosomas hacen las proteínas sirviendo como el sitio para la síntesis biológica de ellas. Específicamente, un ribosoma lee los codones - equipos de tres nucleótidos consecutivos - en un mensaje del mRNA para determinar qué aminoácidos a agregar a la proteína creciente encadene. Como parte de este proceso, los ribosomas también actúan como control de calidad, accionando la destrucción del mRNA incorrectamente hecho.

Una carrocería cada vez mayor de las pruebas ha mostrado que los ribosomas también desempeñan un papel en afectar a la estabilidad (vida) de mRNAs correctamente tramitados, de tal modo actuando como factor clave en la modulación de estabilidad del mRNA, del nivel de mRNA, y de la producción de la proteína. Esto había sido mostrada en organismos tales como levadura, Escherichia Coli, y zebrafish. En este estudio, los investigadores mostraron que los ribosomas afectan a estabilidad del mRNA en variedades de células humanas también.

“Estamos viendo que la cantidad de expresión génica es una combinación de la producción del mRNA (transcripción) y de la estabilidad,” a Bazzini decimos. “Piense en un cristal de agua. Para conseguir una idea de cuánta agua espera el cristal en cualquier hora determinada, es importante saber cuánta agua usted vierte inicialmente en el cristal pero también importante saber cuánta agua usted bebe. Lo mismo es verdad con los mRNAs. Usted puede medir cuántos se hacen los mRNAs correctamente, pero si usted no conoce cuántos de ellos se están analizando, cómo haga usted conoce realmente cuántos allí son?”

Estas conclusión abren la puerta en dos avenidas emocionantes de la investigación, dicen Bazzini. El primer es una mejor comprensión cómo los ribosomas accionan la destrucción del mRNA, el mecanismo molecular cuyo es todavía desconocido. Los ribosomas pueden no ser el jugador pasivo que los investigadores los han pensado de largo para ser.

“Similar a los ribosomas, a las moléculas llamadas los tRNAs, o a la transferencia RNAs, también están implicados fundamental en síntesis de la proteína,” dice el primer autor en el parte y al investigador Qiushuang Wu de Stowers Predoctoral. “Pensamos que los tRNAs, que reconocen codones en el mRNA y ofrecen los aminoácidos correspondientes a los ribosomas, pudieron tener un papel regulador fuerte en el revelado y en enfermedades humanas.”

La segunda avenida de la investigación está observando cómo este mecanismo molecular regulador nuevamente descubierto se puede relacionar con los genes asociados a enfermedades humanas. La secuencia de genomas humanos ha mostrado que los individuos tienen a veces una “mutación silenciosa,” cuál es un cambio en serie de la DNA y el codón que no cambia el maquillaje del aminoácido de la proteína resultante, tantos aminoácidos es cifrado por codones múltiples. Sin embargo, la mutación silenciosa pudo todavía tener un efecto si lleva a los ribosomas que destruyen el mRNA sano.

“Uno de los conceptos más básicos de biología es cómo se regulan los genes y cómo esas células de la impulsión de las reglas convertirse se especializaron. Estamos interesados en estudiar cómo los mecanismos de la poste-transcripción trabajan y, particularmente, cómo los ribosomas accionan la destrucción del mRNA - cómo accionan o reclutan factores para realizar este proceso,” Bazzini dice. De “cómo la traslación afecta la expresión comprensión del mRNA en un nivel molecular permite que comencemos a pensar en cómo la traslación del mRNA pudo dar forma la expresión génica en cáncer, el envejecimiento, o la infección viral.”

Otros contribuidores del instituto de Stowers incluyen Santiago Gerardo Medina, Gopal Kushawah, doctorado, Michelle Lynn DeVore, Luciana A. Castellano, Jacqelyn M. Hand, doctorado, y a Matthew Wright.

El trabajo fue financiado por el instituto de Stowers para la investigación médica.

Resumen de la endecha de conclusión

Los ribosomas son bien sabido para ser el sitio de la producción de la proteína en las células, donde decodifican la DNA en la proteína en un proceso llamado traslación. La investigación reciente del investigador auxiliar Ariel Bazzini, del doctorado, y de su laboratorio en el instituto de Stowers para la investigación médica revela que los ribosomas tienen otro papel importante el implicar de la regla de la expresión génica en células humanas. El estudio fue publicado recientemente en línea en el eLife del gorrón.

En el estudio, los investigadores mostraron eso en variedades de células humanas, juego de los ribosomas un papel activo en los mRNAs de regulación - los mensajes que los ribosomas leyeron para hacer las proteínas. Además de los mRNAs que codifican proteína-haciendo instrucciones, el estudio proporciona las pruebas para otra capa de información dentro de los mensajes que pueden afectar a niveles del mRNA y a estabilidad así como a la producción de la proteína de una manera traslación-relacionada. La comprensión de la función reguladora de ribosomas en la expresión génica de modulación en células humanas puede ofrecer discernimiento sobre las causas del misregulation del gen, que pueden llevar a veces a las enfermedades humanas.

Fuente:

Instituto de Stowers para la investigación médica

Referencia del gorrón:

Bazzini, 2019) traslaciones del A. y otros (afecta a estabilidad del mRNA de una manera codón-relacionada en células humanas. eLife. doi.org/10.7554/eLife.45396.