Клетка содержит транскрипты генетического материала, которые мигрируют из ядра клетки в другую часть клетки. Это движение защищает генетические транскрипты от рекрутирования «сплайсосом». Если этой защиты не происходит, вся клетка находится в опасности: это означает, что могут развиться рак и нейродегенеративные заболевания. Исследователи из Геттингенского университета и Университетского медицинского центра Геттингена продемонстрировали лежащий в основе механизм в клетке. Результаты были опубликованы в журнале Cell Reports.
Человеческие клетки состоят из следующего: клеточного ядра, которое содержит генетический материал в виде ДНК; и цитоплазма, где строятся белки. В клеточном ядре ДНК, содержащая схему организма, переписывается в другую форму, матричную РНК, для переноса информации, чтобы эти инструкции можно было использовать для производства белка. Отделенные от исходного транскрипта белки затем могут продуцироваться в цитоплазме. Разделение важно, потому что матричную РНК нельзя использовать сразу; скорее, должен быть произведен предшественник (пре-мессенджерная РНК), который все еще содержит области, которые необходимо удалить до того, как информационная РНК достигнет цитоплазмы. Если эти участки не удалить заранее, то образуются укороченные или нефункциональные белки, что опасно для клетки.
Молекулярный механизм, вырезающий эти участки из матричной РНК, - это сплайсосомы. Они содержат белки и другой тип транскриптов ДНК, мяРНК. МяРНК не транслируется в белки, как матричная РНК, но вместе с белками образует молекулярный механизм: сплайсосому. В клетках человека мяРНК сплайсосом также перемещается в цитоплазму. В других организмах, таких как пекарские дрожжи, которые часто используются в качестве модельных организмов в исследованиях, ученые думали, что мяРНК сплайсосом никогда не покидала клеточного ядра. Причина эволюционного развития экспорта мяРНК перед включением в сплайсосомы клеток человека также оставалась загадкой.
«Наши эксперименты показывают, что на самом деле мяРНК сплайсосом также мигрирует в цитоплазму дрожжей», - говорит профессор Хайке Креббер, руководитель отдела молекулярной генетики Института микробиологии и генетики Геттингенского университета.. На втором этапе исследователи ответили на вопрос, почему матричная РНК сплайсосом на самом деле перемещается в цитоплазму. Это было неясно, потому что задача сплайсосом состоит в том, чтобы вырезать отдельные участки РНК, и это происходит еще в ядре клетки. Группа исследователей манипулировала дрожжами с помощью генетических экспериментов, чтобы предшественники мяРНК больше не менялись в цитоплазме. Наблюдение: «Сплайсосомы пытаются работать с предшественниками, незавершенной мяРНК, и это не может функционировать должным образом», - сказал Креббер. «По этой причине здоровые клетки должны сначала отправить предшественников матричной РНК из клеточного ядра сразу после их образования: это необходимо для предотвращения их использования развивающимися сплайсосомами. Это базовое понимание важно для выявления лежащего в основе причиной развития заболеваний.