第一个证据的蛋白质复杂的mRNA在神经元负责运输

大脑细胞制造蛋白质在每一个角落,包括长分支。神经元缺失这种能力引起严重的神经系统疾病如残疾和癫痫。马里诺Zerial的团体,马克斯普朗克研究所(MPI)的分子细胞生物学和遗传学在德累斯顿,和Stefan Raunser MPI的分子生理学在多特蒙德,与同事一起MPI的大脑研究在法兰克福和MPI生物物理化学在哥廷根发现了一个新的交付机制带来信使核糖核酸(mRNA),蛋白质的蓝图,在神经元的需要。使用数组技术,研究人员发现了一种蛋白质复杂,名叫渡船,链接mRNA胞内运营商,并阐明其作用和结构。发现可能导致更好的理解神经紊乱引起的渡轮故障和可能的新的医学目标。结果详细在最近的两项工作,连续发表在《华尔街日报》分子细胞。

遥远的,这么近!

“这些出版物提供的主要进步阐明机制信使rna分布在大脑细胞,”马里诺Zerial说。细胞产生至关重要的蛋白质使用信使rna作为蓝图和核糖体,3 d打印机。然而,大脑细胞有一个物流的挑战要克服:与分支树的形状,可以跨厘米在大脑中。“这意味着成千上万的mrna需要运输远离原子核,类似正常供应超市的物流工作整个国家,”Jan Schuhmacher说,这项研究的第一作者。

到目前为止,研究人员认为承运人角色球形隔间内的细胞,称为核内体。然而,MPI科学家认为,另一种形式的隔间,称为早期核内体(ee),也适合作为信使rna运营商,由于他们旅行在两个方向上的能力以及细胞内的公路网络。在第一个出版,由马里诺Zerial MPI在德累斯顿,科学家发现一种蛋白质的功能复杂,他们叫渡轮(Five-subunit Endosomal Rab5和核糖体RNA /中介)。在神经元、渡轮与ee和作品同样系紧皮带在运输:它直接与mRNA进行交互并持有到ee,也因此成为mRNA运输和物流运营商分布在大脑细胞。

复杂的细节

但渡轮与mRNA结合如何?当Stefan Raunser集团从MPI多特蒙德。第二出版,丹尼斯昆汀等人使用低温电子显微镜(低温电子显微镜)来推断轮渡和分子的结构特性,使复杂的绑定到ee和mrna。渡船的新的3 d原子模型,解决4埃,显示了一个新颖的模式绑定RNA,其中包括卷曲螺旋域。科学家也解释了一些基因突变如何影响渡轮链接mRNA的能力从而导致神经障碍。“我们的研究将为更全面的了解神经紊乱引起的mRNA运输或配送的失败,也可能导致治疗相关的识别目标,“Raunser说。

参考:昆汀·D, Schuhmacher JS Klink布鲁里溃疡,et al .结构性基础mRNA绑定的人类渡轮Rab5效应复杂。分子细胞。2023,83 (11):1856 - 1871. e9。doi:10.1016 / j.molcel.2023.05.009

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