Sukces małopolskich naukowców
W komórce nawet najmniejsze cząsteczki działają według precyzyjnie określonego harmonogramu. Zespołowi dr Sebastiana Glatta z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie, wspólnie z grupami badawczymi z Niemiec, udało się odkryć, że rzadka modyfikacja chemiczna pojawia się w tRNA, jeszcze zanim cząsteczka w pełni dojrzeje.
Jak podkreślają naukowcy, odkrycie to zmienia naszą dotychczasową wiedzę o najmniejszych „pracownikach” naszych komórek. Wyniki badań zostały niedawno opublikowane w piśmie Nature Communications.
Co się dzieje z tRNA, zanim dojrzeje
Aby powstały „molekularne maszyny życia”, jakimi są białka, nasze komórki potrzebują tRNA – specjalnych cząsteczek transportujących aminokwasy. Świeżo powstałe tRNA nie są jednak od razu gotowe do pracy. Muszą one najpierw uzyskać odpowiednią strukturę trójwymiarową oraz zostać „usprawnione” odpowiednimi modyfikacjami chemicznymi, które doprecyzują ich funkcję.
Jedną z takich modyfikacji jest kweozyna (Q) – cząsteczka, zajmująca kluczową pozycję w regionie antykodonu niektórych tRNA. W przypadku tRNA przenoszącego aminokwas tyrozynę, sprawa jest jeszcze bardziej skomplikowana: w jego pętli antykodonowej znajduje się dodatkowy fragment RNA, zwany intronem, który musi zostać usunięty w procesie zwanym splicingiem, zanim tRNA będzie mogło zacząć działać.
Do tej pory naukowcy nie wiedzieli, co dzieje się najpierw – modyfikacja czy splicing. Jak tłumaczy jeden z pierwszych autorów artykułu, Igor Kaczmarczyk: „tRNA-Tyr jest modyfikowany przez kweozynę jeszcze zanim jego intron zostanie wycięty.”
W opublikowanych badaniach autorzy wykazali, że kweozyna (oraz jej pochodna galaktozylowana kweozyna) są dołączane do prekursorów tRNA-Tyr jeszcze przed usunięciem intronów, co potwierdzono zarówno w doświadczeniach in vitro, jak i in vivo. Co więcej, naukowcy dowiedli, że kolejność tych zdarzeń zachowana jest u wielu gatunków – od nicienia i muszki owocowej, po mysz i człowieka.
– Nasze wysokorozdzielcze struktury uzyskane metodą cryo-EM (mikroskopia elektronowa w ultraniskich temperaturach) pokazały, że kompleks enzymatyczny QTRT1/2 potrafi bezpośrednio rozpoznawać i modyfikować tRNA-Tyr przed splicingiem – dodaje dr Sebastian Glatt, cytowany w publikacji na stronie Małopolskiego Centrum Biotechnologii.
Zaawansowane badania strukturalne były możliwe dzięki infrastrukturze krio-mikroskopii elektronowej pojedynczych cząstek w Synchrotronie Solaris w Krakowie oraz dzięki wsparciu Structural Biology Core Facility w MCB.
