По словам профессора Хёрта, производство рибосом — чрезвычайно сложный процесс, который следует строгой схеме с многочисленными контрольными точками контроля качества. Белковые фабрики состоят из многочисленных рибосомных белков (р-белков) и рибосомальной рибонуклеиновой кислоты (рРНК). Более 200 вспомогательных белков, известных как факторы биогенеза рибосом, необходимы в эукариотических клетках для правильной сборки r-белков и различных рРНК.
Три из четырех различных рРНК производятся из большой РНК-предшественницы. Их нужно «подрезать» в определенных точках производственного процесса, а лишние части выбросить. «Поскольку эти процессы необратимы, необходима специальная проверка», — объясняет Эд Хёрт.
Значительная часть этой избыточной рибосомальной РНК расщепляется экзосомой, молекулярной машиной, состоящей из множества белковых субъединиц. Вместе они образуют структуру, похожую на бочку, через которую проходит РНК. Субъединица экзосомы, которая расщепляет РНК на отдельные компоненты или нуклеотиды, находится в конце этого канала. «Этот процесс уже был хорошо описан, но мы все еще не понимали, как экзосома обнаруживает свою РНК-мишень и отличила ее от множества молекул РНК, которые должны оставаться неповрежденными», — объясняет Эд Хёрт.Матиас Томс и доктор Эмма Томсон из исследовательской группы профессора Херта теперь смогли идентифицировать два фактора биогенеза рибосомы, расположенные рядом с целевой РНК на незавершенной рибосоме, которые направляют экзосому к своей цели.
Оба белковых фактора действуют во время сборки рибосом, но действуют в разное время и в разном положении. Хотя эти два белка устроены по-разному, у них есть одна важная характеристика. Исследователи из Гейдельберга обнаружили, что оба имеют короткую сигнальную последовательность, похожую на штрих-код или почтовый индекс. Посредством этого сигнала обнаружения рекрутируется вспомогательный белок экзосомы, указывающий на РНК-мишень.
Затем экзосома может приступить к выполнению своей задачи и уничтожить ненужную РНК.Команда ученых профессора Херта теперь хочет идентифицировать другие белки с описанной сигнальной последовательностью, чтобы выяснить, как экзосома способна устранять такой широкий спектр различных РНК. «Экзосома — это универсальный белковый комплекс, который необходим во всех клетках для гомеостаза РНК, то есть равновесия между созданием и деградацией РНК. Мы предполагаем, что обнаруженный нами тип обнаружения РНК-мишени представляет собой общий механизм регуляции экзосомы», — объясняет Проф.
Хёрт. «Наши открытия могут также привести к лучшему молекулярному пониманию болезней, при которых были обнаружены дефекты в экзосомах или их вспомогательных белках». Это позволит установить мутации в компонентах экзосом, которые могут вызвать аутоиммунные заболевания или множественную миелому у людей.