RNA与压力颗粒相互作用

就像我们的“战斗或逃跑”的反应,我们的细胞也有压力自动驾驶模式。氧气下降、过热或入侵的毒素可以触发细胞应激反应——一连串的分子变化,细胞的最后的努力才能生存。

其中的生存策略是“压力颗粒”——的形成蛋白质和RNA分子蜷缩成membrane-less blob当细胞受到威胁。RNA是翻译的重要生物分子遗传信息从DNA制造蛋白质。在细胞压力,大多数翻译和集群的RNA分子阻止其正常的业务压力颗粒内部,如果跑去躲起来。

发表在在一个新实验自然细胞生物学、生物成像专家蒂姆Stasevich为首,生物化学和分子生物学系助理教授在科罗拉多州立大学,使用一个定制的荧光显微镜观察活细胞和一种新型抗体标记工具接受压力。

单分子精确地捕获的研究人员个体RNA分子与压力颗粒相互作用,揭示如何,何时何地RNA移动——一个前所未有的过程从开始到结束。他们有明确显示,除此之外,RNA翻译是完全沉默RNA之前进入压力颗粒。

结果源自与罗伊·帕克的实验室,生物化学系教授科罗拉多大学博尔德。这两个实验室的综合专业知识照亮前所未有的细胞应激反应的细节,为未来铺平道路研究的全部动态转化关机,及其与许多疾病的关系。

“我认为眼见为实,这就是我们这里的贡献,“Stasevich说Boettcher研究员的实验室以前公布的生化标记和成像技术在《科学》杂志上。

“我们使用活细胞作为试管研究动态过程,从未见过的。图像这些过程在单分子水平的能力在活细胞将是一个强大的工具,以更好地了解细胞应激反应在正常和病变细胞。”

在铜博尔德帕克的实验室一直感兴趣的RNA相互作用与细胞压力有关。“我们看到蒂姆的科学论文初期链跟踪,并认为这将是完美的技术回答问题我们实验室一直试图找出一段时间,”解释了铜博士后研究人员斯蒂芬妮月亮,co-first作者《自然细胞生物学和前基社盟的研究生。

压力颗粒形成的动力只有在先前的研究推断,帕克说。“但如果细胞不让他们,他们死。所以他们必须重要。”

以前,科学家就像帕克的唯一途径和月亮可以“看见”rna在细胞压力是通过固定细胞成像——相当于拍摄快照。“我们知道rna在压力颗粒,和我们知道的rna。我们知道他们会受到突变可以导致疾病。所有这些知识是基于静态图像,”帕克说。

根据帕克的早期研究,一些突变可以导致这样的rna蛋白质装配形式不正确,这些畸变与神经退行性疾病如肌萎缩性脊髓侧索硬化症。

通过与Stasevich的团队去看电影,细胞应激反应已经生活在丰富多彩的细节,揭示以前隐藏的细节。在论文的主要发现是,虽然一些rna来来去去在颗粒的表面,有些特别困,好像拴在糖蜜,研究人员说。

”表明,rna去颗粒,平移压抑,他们呆在那里,它表明压力颗粒可能在保持这些rna的基因表达,”月亮说。

达Morisaki, co-first Stasevich作家兼高级研究员的实验室,导致成像实验与月亮和发达的翻译跟踪技术。Morisaki使用由帕克的实验室开发的一种细胞系为压力颗粒含有绿色荧光标记。Stasevich实验室的荧光标记技术改变了细胞与标记发出荧光的红光对于RNA,和红色的翻译,让人们能看到所有三种颜色。

Stasevich称为协作的美丽组合两个实验室,朝着一个共同的目标。“我认为我们真的可以一起工作来回答一些问题,之前从来没有回答,“Stasevich说。

帕克表示同意:“蒂姆的实验室是很棒的单分子成像,包括翻译和RNA本地化,而我集团感兴趣想了解这些RNA蛋白质颗粒以及它们如何形成,”他补充道。“这是科学应该是如何工作的。

这篇文章被转载材料所提供的科罗拉多州立大学。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。

参考:

月亮,s . L。Morisaki, T。Khong,。里昂,K。帕克,R。& Stasevich t . j . (2019)。多色单分子跟踪mRNA和RNP颗粒相互作用。自然细胞生物学,21岁(2),162 - 168。doi: 10.1038 / s41556 - 018 - 0263 - 4