Обнаружено, что защитный белок, который может обнаруживать новообразованные неполные и, следовательно, потенциально токсичные белковые цепи в высших клетках, имеет родственника в бактериях. Там белок также играет центральную роль в контроле качества, который обеспечивает деградацию дефектных белков. Таким образом, функциональный механизм этих эволюционно родственных белков Rqc2 действует как ключевой компонент контроля качества и, следовательно, уже должен был существовать несколько миллиардов лет назад у так называемого последнего универсального общего предка. Ученые из Центра молекулярной биологии Гейдельбергского университета (ZMBH) пришли к такому выводу на основе своего экспериментального изучения функции бактериального родственника Rqc2.
В клетках регулярно возникают неполные белковые цепи из-за проблем во время их синтеза. Такие аберрантные цепи потенциально токсичны для клеток и должны быть устранены. В клетках эукариотических организмов, таких как грибы, растения и животные, процесс контроля качества, известный как контроль качества, связанный с рибосомами (RQC), приводит к удалению этих дефектных белков.
Ключевым компонентом RQC является белок Rqc2, который отвечает за обнаружение аберрантных белковых цепей и за рекрутирование фермента, который помечает дефектный белок для деградации. Интересно, что бактерии также обладают белками, подобными белку Rqc2 высших организмов. Однако до сих пор считалось, что эти белки выполняют в бактериях другую функцию.
Используя бактерии Bacillus subtilis, исследовательская группа ZMBH под руководством профессора доктора Клаудио Жоазейро смогла экспериментально продемонстрировать, что их белок Rqc2 также способен распознавать не полностью синтезированные белки. Однако, в отличие от высших клеток, белок Rqc2 у бактерий сам по себе маркирует аберрантные цепи; он дополняет их полиаланиновой цепью, чтобы инициировать их элиминацию системой удаления бактерий. Исследователи также показали, что это важный защитный механизм против клеточного стресса, вызванного дефектным производством белка.
Результаты исследования в Гейдельберге показывают, что эволюционно родственные белки Rqc2 в бактериях и высших клетках выполняют эту функцию контроля качества сходным образом. Это привело ученых к выводу, что этот механизм уже должен был существовать несколько миллиардов лет назад у так называемого последнего универсального общего предка и что эта защитная функция является одним из самых элементарных и существенных процессов всех клеток. Фактически, профессор Жоазейро ранее показал, что мутация, препятствующая функционированию процесса, вызывает дегенерацию нейронных клеток, подобно боковому амиотрофическому склерозу (БАС), разрушительному заболеванию человека.