Джефф Коллер, доктор философии, директор Центра молекулярной биологии РНК в Медицинской школе Университета Кейс Вестерн Резерв, помог провести исследование, в ходе которого был обнаружен фермент под названием «DEAD-box protein Dhh1p», который оценивает молекулы мРНК и определяет, нужны ли они или нуждаются в них. удалить. Клетки продуцируют мРНК, представляющие небольшие подмножества генов, когда им нужен конкретный белок, но как только клетке больше не нужен белок, соответствующие мРНК разрушаются. Процесс разрушения ненужной мРНК сложен.
Несколько клеточных ферментов совместно распознают части мРНК и измельчают ее, чтобы ее больше нельзя было использовать для производства белка. Исследование Коллера показало, что Dhh1p отвечает за оценку мРНК и нацеливание на те, которые транслируются слишком медленно для разрушения.«Мы знали, что должен быть какой-то способ сообщить, как быстро генетический код считывается машине, которая обеспечивает удаление сообщения из клетки», — сказал Коллер. «Должен был быть способ притормозить».
Вместе с коллегами из Медицинской школы Университета Джона Хопкинса Коллер обнаружил, что Dhh1p оценивает определенные молекулярные последовательности в мРНК. Ферменты, называемые рибосомами, быстро переводят общие последовательности мРНК в белки и медленнее переводят менее распространенные последовательности.
Коллер обнаружил, что Dhh1p прикрепляется к молекулам мРНК с субоптимальными последовательностями и физически взаимодействует с медленно движущимися рибосомами. Согласно статье, «Dhh1p является сенсором медленных рибосом и передает эту информацию в механизм распада мРНК».
Исследование показало, что генетические последовательности являются ключевым фактором стабильности мРНК, и даже 10% -ные изменения в последовательностях могут повлиять на судьбу молекулы мРНК.В исследовании Коллера описывается, как Dhh1p оценивает последовательности мРНК, чтобы информировать об экспрессии генов и гарантировать, что клетки вырабатывают нужное количество белка в нужное время. Исследование дает важную информацию о том, как производство белка регулируется в клетках, и может дать информацию для разработки терапевтических средств, направленных на усиление этого процесса.
«Наше исследование дает новый способ взглянуть на генетический код», — сказал Коллер. «Мы так привыкли смотреть на то, как мутации ДНК вызывают изменение функции белка. Мы также должны учитывать, как ферменты, такие как Dhh1p, воспринимают скорость, с которой рибосомы интерпретируют генетический код. Теперь я могу взглянуть на генетический код с точки зрения скорости и оценить, и с разумной точностью предсказать, сколько белка будет происходить из гена. Это огромное применение в биологии человека, белки, которые легко вводятся путем инъекции ».
Коллер сказал: «Есть редкие генетические заболевания, приписываемые тому, что РНК считывается слишком медленно или слишком быстро. Теперь мы можем манипулировать этим процессом, увеличивая или уменьшая экспрессию белка. Скорость, с которой рибосома считывает генетический код и воспринимается Dhh1p, может открыть новый набор типов мутаций, которые могут указывать на болезненные состояния, о которых мы не знаем сегодня ».