Группа ученых из Helmholtz Zentrum München и Ульмского университета обнаружила, что нейрональный транспортный фактор Staufen2 сканирует транскрипты-мишени и связывается с ними гораздо более сложным образом, чем считалось ранее. РНК транспортируется внутри очень сложных белково-РНК частиц, структура и специфичность которых до сих пор плохо изучены. Выводы группы, недавно опубликованные в журнале Nature Communications, открывают новые подходы к лучшему пониманию процесса.
Staufen2 представляет собой нейрональный РНК-связывающий белок, который играет важную роль в дифференцировке нейральных клеток-предшественников во время нейрогенеза. Кроме того, он является ключевым фактором транспорта РНК к синапсам и поэтому важен для синаптической пластичности, основы памяти и формирования памяти.
Группа под руководством профессора доктора Дирка Ниссинга, руководителя группы Института структурной биологии (STB) Helmholtz Zentrum München, профессора и главы Института фармацевтической биотехнологии Ульмского университета, показала, что РНК- связывающие домены (dsRBD) 1 и 2 белка mStau2 связываются с мРНК с той же аффинностью и кинетикой, что и домены 3 и 4. Ранее считалось, что последних самих по себе достаточно для связывания мРНК. Хотя распознавание РНК каждым из этих так называемых тандемных доменов носит временный характер, все четыре РНК-связывающих домена распознают свою РНК-мишень с высокой степенью стабильности.
Предыдущие исследования показали, что только два РНК-связывающих домена в Staufen2, а именно dsRBD 3 и 4, ответственны за связывание. Несмотря на это, до сих пор не удавалось воспроизвести стабильное связывание, необходимое для транспорта РНК в пробирке. «Эта проблема была решена, - говорит Ниссинг, - поскольку теперь ясно, что dsRBD 1 и 2 также необходимы для создания стабильного комплекса. Используя различные биохимические и биофизические методы, мы смогли объяснить поведение dsRBD 1 и 2.. «Оказалось, что Staufen2 распознает свои РНК-мишени гораздо более сложным способом, чем считалось ранее», - добавляет доктор Симона Хебер, ведущий автор статьи и постдок в STB. «Staufen2 сканирует и связывается со своими транскриптами всего с четырьмя РНК-связывающими доменами». Исследование проводилось в тесном сотрудничестве с профессором Майклом Саттлером, директором STB и главой ЯМР-центра Центра Гельмгольца в Мюнхене и Мюнхенского технического университета, и доктором Энн Эфрусси, руководителем отдела биологии развития в Европейском молекулярном университете. Биологическая лаборатория (EMBL) в Гейдельберге.
Белок Staufen2 играет ключевую роль в формировании и сохранении памяти, хотя этот процесс до сих пор недостаточно изучен. В стареющем обществе исследования по этой теме имеют первостепенное значение, поскольку они улучшают наше понимание молекулярных основ и принципов обучения и памяти.
Проект является частью исследовательской группы FOR2333, которая финансируется Немецким исследовательским фондом и возглавляется Дирком Ниссингом. Об успешном финансировании исследовательской группы во втором периоде финансирования было объявлено в марте 2019 года. Знание функции Staufen2 вносит значительный вклад в наше общее понимание транспорта РНК в высших организмах - функции, которая также представляет большой интерес для исследователей стволовых клеток. По этой причине исследовательская группа под руководством Ниссинга также сотрудничает с коллегами из Института исследований стволовых клеток (ISF).