В новом исследовании ученые из лаборатории Себастьяна Клинге предоставляют наиболее подробное представление о том, как маленькие субъединицы рибосом человека собираются вместе, делая их трехмерные изображения на трех различных этапах процесса сборки — пишет eurekalert.org.
Схематическая модель ядрышкового созревания процессома человека SSU.
Диссоциация нейрогидина (NGDN) означает переход из состояния пре-A1 в состояние пре-A1 *, за которым следуют крупномасштабные конформационные изменения в процессоме SSU (серые стрелки), а также диссоциация пре-A1-специфичного Факторы и ассоциация экзосомных и пост-A1-специфических факторов. РНК-геликаза DHX37 аутоингибируется в состоянии post-A1. Белковые комплексы имеют цветовую кодировку, а серые метки обозначают белки, которые не показаны.
© Sameer Singh et al./ Science, 2021
Все клетки нуждаются в рибосомах, чтобы производить белки, необходимые для жизни. Эти многокомпонентные молекулярные машины создают сложные белки, сшивая строительные блоки вместе в соответствии с инструкциями, закодированными в информационных РНК клетки. Но сами рибосомы состоят из малых и больших субъединиц, каждая из которых состоит из рибосомных белков и РНК. Прежде чем они смогут производить белки, эти субъединицы должны быть изготовлены.
«Сборка рибосомы похожа на оригами, — говорит Клинге, доцент и руководитель лаборатории химии белков и нуклеиновых кислот. — Сегменты РНК и других белков должны быть аккуратно сложены в точные шаги. Фундаментальная проблема, которую мы пытаемся понять, заключается в том, как белки, известные как факторы сборки, работают согласованно, чтобы контролировать каждый этап сборки».
Для исследования ученые разработали платформу для редактирования генов человека, чтобы пометить факторы сборки рибосом, и разработали новую биохимическую процедуру, позволяющую преодолеть препятствие извлечения прерибосомных частиц из ядрышка, структуры внутри ядра клетки. Затем эти частицы были отображены с помощью криоэлектронной микроскопии, выявив их структуру с разрешением, близким к атомному.
Полученные данные подробно описывают, как около 70 сборочных факторов объединяются, чтобы создать основу для строительства небольшой субъединицы и направлять каждый шаг ее созревания. Как только их работа сделана, факторы сборки распадаются, освобождая зрелую небольшую субъединицу, которую они удерживали внутри.
Три стадии, охваченные исследованием, обеспечивают лучшее понимание ключевых молекулярных механизмов, которые вызывают образование малой субъединицы. Полученные данные также позволяют по-новому взглянуть на редкие заболевания человека, которые возникают в результате мутаций рибосомных белков или факторов сборки во время сборки рибосом.
Статья опубликована в журнале Science
Источник: scientificrussia.ru
