Publikace vědců z Varšavské univerzity v „Nature Chemical Biology“

Prof. Jacek Jemielity, dr hab. Joanna Kowalska a Dr. Anaïs Depaix z Varšavské univerzity ve spolupráci s vědci z University of California ukázali, jak aktivita enzymů v intracelulárních kondenzátech přispívá k degradaci mRNA. Výsledky výzkumu umožní další vývoj terapií založených na mRNA. Vědci popsali výsledky své práce v časopise „Nature Chemical Biology“.
Publikace vědců z Varšavské univerzity v „Nature Chemical Biology“
Publikace vědců z Varšavské univerzity v „Nature Chemical Biology“

Molekuly MRNA mají na svém 5 ‚konci jedinečnou strukturu zvanou kapem nebo čepičku (stand. Cap ), která hraje zásadní roli v biosyntéze bílkovin. Proces odstraňování víčka je krokem před degradací messengerové RNA. Probíhá v proteinových kondenzátech (tzv. P-tělech), které obsahují nukleovou kyselinu a enzymy Dcp1 / Dcp2, odpovědné za degradaci mRNA.

Vědci z Varšavské univerzity: prof. Jacek Jemielity z Centra nových technologií na Varšavské univerzitě, dr hab. Joanna Kowalska a Dr. Anaïs Depaix z Fakulty fyziky Varšavské univerzity ve spolupráci s výzkumníky z Kalifornské univerzity v San Francisku ukázaly, jak lze „zapnout“ nebo „zapnout“ aktivitu enzymu Dcp1 / Dcp2 vypnuto „v kondenzátech. Výsledky týmu byly publikovány v článku „Biomolekulární kondenzáty zesilují dekapování mRNA zkreslením konformace enzymu“ v časopise Nature Chemical Biology.

– Zjednodušeně řečeno, kondenzáty připomínají olej suspendovaný ve vodě. Jedná se o samostatnou kapalnou látku odlišnou od okolní cytoplazmy. Jsou zodpovědní za separaci různých biochemických procesů probíhajících v buňkách – říká Prof. Jacek Jemielity z Centra nových technologií na Varšavské univerzitě.

Aktivita enzymů

Vědci zjistili, že aktivita enzymu Dcp1 / Dcp2 je regulována proteinovými interakcemi, které vedou k oddělení fáze kapalina-kapalina a tvorbě kondenzátů. Oddělení enzymu Dcp1 / Dcp2 jej zafixuje a inhibuje proces odstraňování víčka z mRNA. Přidání dalšího proteinu, Edc3, způsobí změny enzymu, které vedou k odstranění struktury víčka v mRNA uložené v kondenzátech, a následně umožní degradaci mRNA.

 

Výsledky výzkumu naznačují, že struktury, ve kterých dochází k fázové separaci, jsou místy velmi přesné aktivace / deaktivace enzymů. Tato zjištění přispívají k pochopení toho, jak někdy mohou v proteinových kondenzátech probíhat zdánlivě protichůdné biochemické procesy, které dosud nebyly objasněny.

MRNA terapie

Získání výsledků výzkumu popsaného v článku bylo možné díky vývoji metody značení struktury mRNA pomocí fluorescenčních markerů týmem vědců z Varšavské univerzity. Výsledky výzkumu pomohou lépe porozumět buněčným změnám a umožní vývoj dalších terapií mRNA.

– Procesy degradace mRNA, které zahrnují enzym Dcp1 / Dcp2, mají přímý dopad na intracelulární stabilitu terapeutik a vakcín založených na mRNA. Abychom umožnili pozorování tohoto procesu v kondenzátech, vytvořili jsme molekuly RNA speciálně označené (zářící) jinou barvou na každém konci. Tuto metodu lze v budoucnu také použít ke sledování degradace terapeutik založených na mRNA a v důsledku toho také k hledání faktorů, které tento proces zpomalují – říká Assoc. Joanna Kowalska z Fakulty fyziky Varšavské univerzity.