Degradacja informacyjnego RNA
Geny posiadają receptę na syntezę białka, które jest przekazywane z DNA do maszynerii syntetycznej poprzez informacyjne RNA (mRNA). Rozkład mRNA jest zatem skutecznym sposobem na zatrzymanie ekspresji genów. Wiele białek (enzymy i czynniki regulacyjne) jest zaangażowanych w tę degradację, albo od 3' do 5' końca cząsteczki DNA, albo odwrotnie. Choć udało się zidentyfikować szereg tych białek i wyjaśnić struktury 3D, niewiele wiadomo na temat dynamicznych interakcji molekularnych na poziomie atomowym. Naukowcy wspierani ze środków UE w ramach projektu 'Molecular mechanisms of mRNA decay' (MRNA DECAY) wyjaśnili te interakcje dla dwóch różnych szlaków rozkładu działających w przeciwnych kierunkach wzdłuż cząsteczki mRNA. Korzystając z nowatorskich wysokorozdzielczych metod wykorzystujących spektroskopię metodą magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR), naukowcy uzyskali nieznane dotąd informacje strukturalne I dynamiczne. Pierwszym szlakiem, jakiemu się przyjrzano, był szlak interakcji mRNA w egzosomowym kompleksem enzymów do rozkładu w kierunku od 3' do 5' końca. Naukowcy odkryli I określili ilościowo nieoczekiwany I wysoce dynamiczny ruch kompleksu egzosomów w roztworze, który był skorelowany z interakcjami z białkiem aktywującym. W ten sposób dostarczyli pierwszych spostrzeżeń na temat niewykrywalnych wcześniej procesów dynamicznych zaangażowanych w rozkład mRNA. Lsm1-7 to kompleks regulacyjny, który z chwilą interakcji z mRNA, powołuje enzym usuwający czapeczkę z końca DNA (Dcp2), co wystawia mRNA na rozkład przez enzymy w kierunku od 5' do 3' końca. Składa się on z siedmiu różnych łańcuchów białkowych, a ta złożoność utrudnia jego szczegółową strukturalną charakterystykę. Naukowcy z zespołu MRNA DECAY wykazali, że kompleks Lsm1-7 ma centralną strukturę porów, która wchodzi w interakcję z jego substratem, mRNA, dostarczając pierwszych informacji dotyczących rozkładu mRNA w kierunku od 5' do 3' końca. Ponadto badacze ujawnili strukturalne I dynamiczne podstawy dla interakcji enzymu Dcp2 z regulatorami modulującymi czynność enzymów. Projekt MRNA DECAY rzucił nowe światło na maszynerię molekularną wpływającą na rozkład mRNA I zademonstrował znaczenie badań nad ruchem białek z wykorzystaniem rozdzielczości atomowej. Naukowcy pokazali, że bliska współzależność między strukturą białek a ruchem wpływa na aktywność katalityczną w nieznany dotychczas sposób. Wyniki I postępy technologiczne wytyczą ścieżkę dla dalszych badań I potencjalnych zastosowań farmaceutycznych.
