捕捉线粒体基因组的翻译

国际之间的合作研究者从芬兰、瑞典、英国和美国已经占据了核糖体翻译信使RNA表达从母体遗传的线粒体基因组。利用低温电子显微镜的最新进展,该小组发现了一种新的机制,线粒体核糖体合成和交付使用的新蛋白质以防止过早错误折叠。破坏蛋白质折叠可能导致毁灭性的人类疾病。

有一个熟悉的说,“这都是基因”。现代考古学表明,DNA编码的基因可以在残骸中找到我们的祖先和从任何生物,小型和大型,一旦在地球。单独的基因蓝图是不够的;生活需要我们的基因组的忠实的表达和翻译。分子生物学的基础研究揭示了在美丽的细节这些基本流程运作的机制。这些开创性的发现之一是诺贝尔奖得主的弗朗索瓦•雅各布和雅克·莫诺建立了范式,我们现在知道细胞基因表达,即信息在我们的基因组转录,阅读和转化为功能性蛋白质。老少从那时起,研究人员已经填写这些令人难以置信的细节过程发现生物学的复杂性。

在最近的一项研究发表在科学研究的国际合作,包括赫尔辛基大学研究人员博士。布伦丹Battersby和博士。乌维里希特,建立在这个传统,揭示线粒体基因组的专门机制翻译成蛋白质。

内的细胞组成我们身体的组织和器官,线粒体compartmentalise分解的营养与氧气进入细胞能量的转换。因此,最好是被称为细胞的强国。这个函数依赖于母体遗传的线粒体基因组的忠实的表达。中断过程构成一大群人类疾病,可以发生在任何年龄的不同组织和严重程度的影响。尽管重要性,这些过程的分子机制仍不清楚。然而,突破生物成像带来的低温电子显微镜现在为研究人员提供了工具来调查个别蛋白质的功能在前所未有的清晰度和细节。

Alexey Amunts博士结合与斯德哥尔摩卡罗林斯卡医学院及Barrientos安东尼教授大学和迈阿密大学米勒医学院的一组采用他们的集体知识获取线粒体核糖体翻译信使核糖核酸(mRNA)到一个蛋白质。结构揭示了一个独特的过早闸门机制以防止新合成蛋白质错误折叠。蛋白质在细胞功能需要协调的折叠过程获得正确的三维形状。中断蛋白质折叠可以产生深远的生物对所有生物和人类导致毁灭性的疾病。

“直接的生物过程,我们调查了好几年生化和遗传工具是绝对的!“乌维里希特尔曾说,一个共同的第一作者和赫尔辛基大学和纽卡斯尔大学首席研究员。

“这项研究强调了国际合作的力量和才智基础科学驱动的自底向上,”说研究主管Brendan Battersby相应的作者之一。”有一个令人担忧的趋势在科学研究资助机构直接从顶部向面向目标的任务所追求的大财团,并在这一过程中剥夺研究资金远离个人调查人员科学发现的基石。最好的科学家们将总是寻求彼此的许多创造性的想法,这记录显示无疑会导致真正的创新。”

“了解这些细胞机制有重要的细节考虑人类疾病而且对常用抗生素的副作用。线粒体基因表达有许多重叠的细菌,因此许多抗生素用于治疗细菌感染也会打乱我们的细胞强国,占这些药物的副作用。解决这些核糖体结构不可或缺的有效和安全的新抗生素的发展未来。最后,这强调了基础自下而上的研究的重要性,以及它如何继续推动创新,我们不能失去它,”Battersby博士了。

参考:伊藤Y, Andrell J,崔,et al . membrane-tethered线粒体蛋白质合成机制。科学。2021,371 (6531):846。doi: 10.1126 / science.abe0763。

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