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Dalla sintesi dell'mRNA al decadimento: un processo duplice

L'espressione di geni eucarioti è strettamente regolata in tutte le sue fasi, dalla trascrizione del DNA al decadimento dell'mRNA. La conoscenza dei meccanismi su cui si basa fornirà nuove opportunità per la ricerca medica e lo studio dei medicinali.
Dalla sintesi dell'mRNA al decadimento: un processo duplice
Evidenze crescenti indicano che la sintesi e la scomposizione dell'mRNA sono processi strettamente collegati. Benché la maggior parte delle proteine agisca in un solo passo del ciclo di vita dell'mRNA, il complesso multi-subunità Ccr4-Not controlla l'espressione genetica in tutte le sue fasi. Uno studio recente suggerisce inoltre che il Ccr4-Not potrebbe interagire fisicamente con l'RNA polimerasi II (Pol II).

Per approfondire questo aspetto, gli scienziati del progetto POL2-CCR (Structure-function analysis of mRNA metabolism by Ccr4-Not), finanziato dall'UE, si sono proposti di eseguire l'analisi struttura-funzione del Pol II-Ccr4-Not tramite il microscopio a crio-elettroni. Inizialmente, hanno ottimizzato il flusso di lavoro del microscopio per i campioni di Pol II al fine di migliorare la risoluzione e la qualità delle immagini. Hanno inoltre utilizzato un software specializzato per generare strutture di Pol II ben definite e ad alta risoluzione prive di artefatti di ricostruzione.

Dopo lo screening di vari complessi di Ccr4-Not per la rilevazione del legame Pol II, il team ha scoperto che l'interfaccia di legame si trovava nel modulo nucleasi del complesso. Ha inoltre testato diversi potenziali mRNA di substrato per verificare la loro capacità di stabilizzare la struttura tridimensionale del complesso Ccr4-Not Pol II e facilitare la determinazione della struttura ad alta risoluzione con la microscopia a crio-elettroni. La densità del Ccr4-Not su Pol II, tuttavia, è stata insufficiente per ottenere immagini interpretabili. Il passo successivo consisterà nel generare ulteriori dati biochimici e funzionali, per consentire lo studio di complessi mRNA Ccr4-Not Pol II più idonei.

I partner del progetto hanno studiato, inoltre, il meccanismo su cui si basa l'abbinamento dei processi di trascrizione e di traslazione nei batteri. Le immagini al microscopio a crio-elettroni hanno rivelato la struttura del complesso trascrizione-traslazione, identificando la posizione del Pol II e le regioni critiche per l'interazione. In tal modo, è stato possibile delineare il meccanismo di controllo diretto dell'espressione genetica basato sulla trascrizione e la traslazione coordinate.

Complessivamente, i risultati dello studio POL2-CCR mostrano che l'abbinamento trascrizione-traslazione è una funzione conservata, che coordina l'espressione genetica e consente ai batteri di rispondere agli stimoli ambientali e ai segnali cellulari.

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Keywords

mRNA, Ccr4-Not, RNA polimerasi, POL2-CCR, microscopia con crio-elettroni
Numero di registrazione: 198912 / Ultimo aggiornamento: 2017-06-19