Neue Mechanismen für Biogenese und Export von messengerRNA entdeckt
Ein EU-finanziertes spanisch-polnisches Forscherteam enthüllte die Struktur eines Proteinkomplexes, der für die Biogenese und den Export von mRNA (messenger RNA) zuständig ist. Die in der Fachzeitschrift der European Molecular Biology Organization (EMBO) veröffentlichte Studie beschreibt einen aus strukturellen Daten hergeleiteten Mechanismus, mit denen dieser Komplex Nukleinsäuren erkennt und bindet. Der sogenannte THO-Komplex steht in direktem Zusammenhang mit Transkription, Biogenese und Export von mRNA. Obwohl DNA im Zellkern umgeschrieben wird, befinden sich die Ribosomen, die für die Translation von RNA in Proteine zuständig sind, im Zytoplasma. Der Export von mRNA hat dabei entscheidenden Einfluss auf die Genexpression, ist aber noch nicht hinreichend erforscht. Grund für diese Wissenslücke ist u.a. die begrenzte Löslichkeit des THO-Komplexes: eine Aufreinigung für röntgenkristallographische Untersuchungen ist nicht möglich. Die Studie wurde durch das Projekt 3D-REPERTOIRE (A multidisciplinary approach to determine the structures of protein complexes in a model organism) finanziert, das mit mehr als 13 Mio. EUR über den Themenbereich "Biowissenschaften, Genomik und Biotechnologie im Dienste der Gesundheit" des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) gefördert wurde. Die Forscher entwickelten mittels Elektronenmikroskopie und verschiedenen Markierungsverfahren ein atomares Modell. Nach Rekonstruktion der 3D-Struktur entdeckten sie, dass der Komplex nicht vier, wie bislang vermutet, sondern fünf verschiedene Proteine enthält. Das neu entdeckte Protein ist für die Bindung an andere Proteine zuständig, die auch in die Regulierung von mRNA-Translation, Verpackung und Transport involviert sind. Das Forscherteam lokalisierte auch den Abschnitt des Komplexes, der direkt an Nukleinsäuren bindet: eine ungefaltete Region in einem Protein des Komplexes. Die Ergebnisse zeigen, dass es durch die veränderte Genexpression im Zielgen zu genomischer Instabilität kommt. Das Projekt 3D-REPERTOIRE untersuchte in dem Zusammenhang Interaktionsnetzwerke von Genen, Proteinen und daraus resultierende funktionelle Systeme. Da auch die primitivsten Organismen sehr komplex aufgebaut und wenig über die einzelnen Interaktionen bekannt ist, kann es noch etwas dauern, bis die Wissenschaft diese Zusammenhänge auf Zellebene identifizieren kann. Vor allem müssen hierfür die biologischen Funktionen aller Gene und Proteine innerhalb eines Genoms bekannt sein. Proteine agieren aber selten aus sich allein heraus, sondern erfüllen bestimmte zelluläre Aufgaben im Netzwerk mit anderen Makromolekülen. Die daraus entstehenden funktionellen Einheiten sind mehr als die Summe ihrer Teile: ihre Funktion ist nicht so leicht zu durchschauen, mag man die einzelnen Proteine auch noch so systematisch analysieren.Weitere Informationen finden Sie unter: Centro Nacional de Biotecnologia (CNB-CSIC): http://www.cnb.csic.es(öffnet in neuem Fenster)
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