Od syntezy do degradacji mRNA: proces łączony
Nowe dowody naukowe wskazują, że procesy syntezy i rozpadu mRNA są ze sobą ściśle powiązane. Mimo że większość białek działa tylko na jednym, konkretnym etapie cyklu życia mRNA, wielojednostkowy kompleks Ccr4-Not kontroluje ekspresję genów na wszystkich tych etapach. Najnowsze badania sugerują również, że Ccr4-Not może fizycznie wchodzić w interakcje z polimerazą II RNA (Pol II). Aby to zbadać, naukowcy uczestniczący w finansowanym ze środków UE projekcie POL2-CCR (Structure-function analysis of mRNA metabolism by Ccr4-Not) przeprowadzili analizę strukturalno-funkcjonalną Pol II-Ccr4-Not z wykorzystaniem mikroskopów krio-elektronowych (krio EM). Na pierwszym etapie zoptymalizowano przepływ pracy podczas bania krio EM próbek Pol II celem poprawy rozdzielczości i jakości obrazu. Do wygenerowania obrazów ściśle określonych struktur Pol II wysokiej rozdzielczości bez artefaktów wykorzystano specjalistyczne oprogramowanie. Po przesiewowym przebadaniu różnych kompleksów Ccr4-Not pod kątem ich wiązania się z Pol II naukowcy stwierdzili, że miejsca aktywne znajdują się w elemencie nukleazowym kompleksu. Dodatkowo przeanalizowali różne potencjalne substraty mRNA, oceniając ich zdolność do stabilizacji trójwymiarowej struktury kompleksu Ccr4-Not Pol II i łatwość określania struktur wysokiej rozdzielczości podczas mikroskopowego badania krio-elektronowego. Jednakże gęstość kompleksu Ccr4-Not na polimerazie II okazała się niewystarczająca do uzyskania obrazów nadających się do interpretacji. Kolejnym krokiem jest uzyskanie bardziej szczegółowych danych biochemicznych i funkcjonalnych, które umożliwią stworzenie lepszych kompleksów mRNA Ccr4-Not Pol II. Partnerzy projektu zbadali również mechanizmy stojące za sprzężeniem transkrypcji i translacji u bakterii. Obrazy z mikroskopu krio-elektronowego pozwoliły zidentyfikować położenie Pol II oraz strukturę kompleksów odpowiadających za powiązanie procesów transkrypcji i translacji, jak również kluczowe obszary interakcji. Umożliwiło to opisanie mechanizmu bezpośredniej regulacji ekspresji genów poprzez koordynację transkrypcji i translacji. Wyniki badania POL2-CCR wykazały, że sprzężenie procesów transkrypcji i translacji jest właściwością konserwatywną koordynującą ekspresję genów i umożliwiającą bakteriom reagowanie na warunki środowiska oraz sygnały z komórek.
Słowa kluczowe
mRNA, Ccr4-Not, polimeraza RNA, POL2-CCR, mikroskopia krio-elektronowa
