Degradazione del RNA messaggero
I geni possiedono la formula per la sintesi proteica che passa dal DNA alla meccanica sintetica tramite degradazione del RNA messaggero (mRNA). Pertanto, la degradazione del mRNA è un modo efficiente per arrestare l'espressione genica. In tale degradazione sono implicate molte proteine (enzimi e fattori regolatori), sia dall'estremità da 3' a 5' di una molecola di DNA che viceversa. Anche parecchie di tali proteine sono state identificate e ne è stata spiegata la struttura 3D, si sa poco sulle interazioni molecolari dinamiche a livello atomico. Alcuni scienziati sostenuti da finanziamenti dell'UE per il progetto 'Molecular mechanisms of mRNA decay' (MRNA DECAY) hanno chiarito tali interazioni in relazione a due diversi percorsi di degradazione che lavorano in direzioni opposte lungo la molecola di mRNA. Utilizzando nuovi metodi ad alta risoluzione che sfruttano la spettroscopia a risonanza magnetica nucleare (RMN), I ricercatori hanno ottenuto informazioni strutturali e dinamiche inedite. Il primo percorso affrontato è stato l'interazione del mRNA con un complesso enzimatico esosoma per la degradazione nella direzione da 3' a 5'. Gli scienziati hanno rilevato e quantificato un movimento inatteso ed estremamente dinamico del complesso esosoma in soluzione, che è stato correlato con interazioni delle proteine attivatrici. Sono pertanto riusciti a ottenere le prime intuizioni approfondite riguardo a processi dinamici precedentemente non rilevati, implicati nella degradazione del mRNA. Lsm1-7 è un complesso regolatore che, al momento dell'interazione con mRNA, recluta un enzima di decapping (Dcp2) che espone il mRNA alla degradazione da parte di enzimi nella direzione da 5' a 3'. Consiste di sette catene proteiche diverse e tale complessità ne ha impedito la caratterizzazione strutturale dettagliata. Gli scienziati di MRNA DECAY hanno dimostrato che Lsm1-7 ha una struttura a poro centrale che interagisce con il suo substrato, il mRNA, ottenendo le prime informazioni sulla degradazione del mRNA in direzione da 5' a 3'. Inoltre, I ricercatori hanno scoperto le basi strutturali e dinamiche per l'interazione dell'enzima Dcp2 con regolatori che modulano l'attività enzimatica. MRNA DECAY ha fornito nuove spiegazioni sulla meccanica molecolare che media la degradazione del mRNA e ha dimostrato l'importanza degli studi sul movimento delle proteine a risoluzione atomica. Gli scienziati hanno provato che la stretta interazione tra la struttura e il movimento delle proteine incide sull'attività catalitica in un modo inosservato in precedenza. Gli esiti e gli sviluppi tecnologici spianano la strada a ulteriori studi e a potenziali applicazioni farmaceutiche.
