Исследователи из Лаборатории геномной нестабильности и рака Института исследований в области биомедицины (IRB Barcelona) определили ключевую роль EXD2 в производстве белка в митохондриях, клеточных органеллах, ответственных за большую часть выработки энергии.
«Мы предоставили обширные доказательства того, что EXD2 является митохондриальным белком и что его основная функция заключается в облегчении производства белков в митохондриях», - объясняет Трэвис Х. Стракер, глава лаборатории.
Эта работа бросает вызов интерпретации предыдущих исследований, которые предполагали, что EXD2 выполняет функцию репарации ДНК в ядре. «Однако на данный момент мы не можем исключить другие возможные функции», - заявляет Стрэкер.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Cell Biology, представлены результаты совместного междисциплинарного подхода с использованием современных протеомики, метаболомики, биохимии, клеточной биологии и развития плодовой мушки Drosophila melanogaster, чтобы точно определить функцию EXD2.
Очистка процесса производства энергии
Ученые определили митохондриальную рибосому (или миторибосому), клеточный механизм, необходимый для производства белка в митохондриях, в качестве основного взаимодействующего фактора EXD2. «EXD2 нацеливается на информационную РНК, чтобы поддерживать «чистоту» миторибосомы до тех пор, пока она не созреет и не будет готова генерировать белки. В отсутствие EXD2 клетки серьезно дефектны для производства митохондриальных белков», - объясняет Джоана Сильва, первый автор исследования и бывший доктор философии. студент Лаборатории геномной нестабильности и рака.
Роль EXD2 в миторибосоме имеет решающее значение для подавления образования реактивных форм кислорода (АФК), которые могут возникать из-за митохондриальных дефектов, и содействия нормальному развитию дрозофилы. Мухи, лишенные EXD2, показали повышенный уровень АФК, задержку развития и снижение плодовитости.
«Результаты подчеркивают сложность производства митохондриального белка и демонстрируют, что многие уровни регуляции еще предстоит выяснить», - говорит Стрейкер.
Потенциальная мишень для метаболических нарушений и лечения рака
Эти исследования могут иметь значение для понимания и лечения нарушений обмена веществ, таких как диабет и рак. Что касается последнего, в последние годы важность производства митохондриальной энергии в опухолях была пересмотрена, и многие группы предложили ингибирование производства белка в качестве терапевтической цели.
Поскольку EXD2 является ферментом и необходим для митохондриальной трансляции, вполне возможно, что нацеливание на него может иметь противоопухолевый эффект, что будет проверено в будущих экспериментах.
Это исследование было поддержано Министерством экономики, промышленности и конкурентоспособности (MINECO), а также Финским культурным обществом и Fundação para a Ciência e a Tecnologia, которые финансировали диссертации первых двух авторов.
Работа была выполнена в сотрудничестве с несколькими другими лабораториями, которые внесли важный вклад, в том числе с Эйданом Доэрти из Университета Сассекса, Брайаном Раутом из Университета Торонто, Оскаром Янесом из Университета Ровира-и-Вирджили, Андреу Касали и Луисом. Рибас де Пуплана в IRB Barcelona.