Если в клетке заканчивается сахар, она сохраняет определенные матричные РНК, чтобы продлить свою жизнь. Исследовательская группа из Биоцентра Базельского университета обнаружила, что белок Puf5p определяет, будут ли отдельные матричные РНК сохраняться или разрушаться при низком уровне сахара. Исследование, опубликованное в eLife, показывает, что Puf5p, таким образом, отправляет матричные РНК в клеточную органеллу, где решается их судьба.
Если клетка сталкивается со стрессовой ситуацией, будь то из-за ограничения питательных веществ или осмотического шока, клетка немедленно реагирует, чтобы обеспечить свое выживание. Исследовательская группа профессора Энн Спанг из Биоцентра Базельского университета исследовала, как различные стрессовые состояния влияют на процессы в клетке.
Команда обнаружила, что важную роль в этих процессах играют так называемые P-тельца, небольшие клеточные органеллы: они не только, как предполагалось ранее, разрушают матричные РНК (мРНК), которые не имеют использовать в клетке в соответствующей ситуации, но также обеспечить сохранение необходимых мРНК. Являясь мобильными носителями генетической информации в клетках, мРНК являются матрицами для производства жизненно важных белков. С помощью Puf5p исследовательская группа дополнительно идентифицировала тот самый белок, который определяет судьбу различных мРНК.
Белок решает судьбу мРНК
Спанг и ее команда, используя дрожжи в качестве модельного организма, исследовали, какие процессы задействованы, когда клетка сталкивается с ограничением сахара, и сравнили их с реакцией на другие стрессовые ситуации. Оказалось, что P-тела увеличивают запасы так называемых митохондриальных мРНК при дефиците сахара. Продукты митохондриальных мРНК обеспечивают адаптацию процесса энергетического обмена в энергетических станциях клеток - митохондриях. «Это единственный способ обеспечить дальнейшее выживание клетки», - объясняет Спэнг. Одновременно все мРНК, которые не нужны для преодоления ситуации дефицита, деградируют в Р-телах. До сих пор предполагалось, что P-тельца играют роль только в деградации мРНК.
Кроме того, исследователи смогли определить лицо, ответственное за этот отбор: «Мы продемонстрировали, что белок Puf5p в первую очередь решает судьбу отдельной мРНК и транспортирует ее к месту, где это осуществляется, P-тела», - сообщает Spang.
Клетки живут дольше при стрессе
Многочисленные ранние научные исследования показали, что определенные стрессы, в частности ограничение питательных веществ, могут оказывать положительное влияние на продолжительность жизни клетки и, следовательно, человека. Исследования, проведенные Спангом, обеспечивают еще один строительный блок для более детального понимания процессов, лежащих в основе увеличения продолжительности жизни. «Кроме того, накопление мРНК P-тела во время дефицита сахара оказывает благотворное влияние на продолжительность жизни клетки», - говорит Спанг.