Ein Gen, das festhält, wie oft es hergestellt wird in ein Protein

Ribosomen ignorieren manchmal eines davon. Vergrößern / Ribosomen manchmal ignorieren. Noiraths Auge / Flickr

Die Leute im Baranov-Labor in County Cork, Irland, waren gerecht Überprüfen der alten Daten, die herumliegen – Sie wissen, wie man es tut Ein langsamer, langweiliger Nachmittag – und sie bemerkten etwas Seltsames. Das Komplexe innerhalb einer Zelle, die RNA in Proteine ​​übersetzen, waren häufen sich am Ende der RNA an, lange nach dem Teil, der kodiert das Protein.Hmm.

Ribosomen und der genetische Code

Viele der in unserer DNA enthaltenen Gene kodieren Proteine. Aber die Der Prozess der Umwandlung von DNA in Protein durchläuft eine RNA mittlere. Diese RNA wird von einem Komplex namens Ribosom gelesen, der die Informationen in der RNA erkennt und daraus ein Kette von Aminosäuren in einer bestimmten Reihenfolge – das Protein, das von das Gen. Daher spielen Ribosomen eine entscheidende Rolle bei der Genaktivität.

Um mehr über diese Rolle herauszufinden, wurde das Ribosomen-Profiling durchgeführt entwickelt im Jahr 2009. Es ermöglicht Forschern zu identifizieren, welche RNAs in Eine gegebene Zelle wird translatiert, indem nur die RNAs isoliert werden, mit denen Ribosomen befestigt. Es erlaubt ihnen auch, den Verwandten zu beurteilen Ebenen, auf denen verschiedene Regionen der RNA translatiert werden. Baranovs Labor entwickelte einen Online-Genom-Browser für die Anzeige Daten zur Ribosomenprofilierung im Jahr 2014.

Wenn Ribosomen ein RNA-Molekül in Protein umwandeln, bewegen sie sich entlang einer RNA und fügen Sie dem Wachstum jeweils eine Aminosäure hinzu Eiweiß wie sie gehen. Wenn sie ein Stoppsignal in der RNA treffen, wird die Eiweiß ist fertig. Aber diese Wissenschaftler in Irland sahen einige Ribosomen Pflügen direkt durch das Stoppsignal des Transkripts für a spezifisches Gen, den Schwanz der RNA entlang und weiter bis Sie treffen das nächste Stoppsignal.

Um zu sehen, was los war, nahmen die Forscher die erste heraus Stoppsignal. Normalerweise sollten alle Ribosomen nach rechts gehen zweite, anstatt nur einige von ihnen. Stattdessen kein Eiweiß mehr wurde aus dem Gen gemacht. Sie kamen zu dem Schluss, dass die Übersetzung des Schwanzes Region dient dazu, die Aktivität dieses Gens abzuschalten.

Verschiedene Versuche zeigten diese Translation der Schwanzregion verminderte nicht die Stabilität des AMD1-Proteins oder verursachte es degradiert werden, oder veranlassen, dass es aus der Zelle ausgeworfen wird. Eher sie deuten darauf hin, dass gelegentlich zufällige Ribosomen nach dem Erstes Stoppsignal, sie treffen das nächste, und die Ribosomen stapeln sich Nach oben. Sobald es genug gibt, behindern die Ribosomen physisch Übersetzung der gesamten RNA.

Übersetzung und Gedächtnis

Dies hat zur Folge, dass die maximale Anzahl von Proteinen hergestellt aus einem dieser RNA-Moleküle sein wird proportional zur Anzahl der Ribosomen, die es gelesen haben. Das, in wiederum ist proportional zur Anzahl der Proteine, die gemacht wurden davon.

Die fragliche RNA stammt aus dem Gen AMD1, das für eine Enzym wichtig für die Zellproliferation, embryonale Stammzelle Erneuerung und die Entwicklung von Neuronen. Seine Fehlregulation kann dazu führen zur Tumorentstehung, so ist es unter strenger Translationskontrolle; RNAaus diesem Gen hergestellt hat eine Halbwertszeit von weniger als einer Stunde, so Der Proteingehalt wird hauptsächlich dadurch bestimmt, wie schnell das Protein ist während dieser Zeit übersetzt.

Dieses Abwürgen der Ribosomen könnte eine neue Regulierungsschicht bilden. Begrenzung der Anzahl von AMD1-Molekülen, aus denen erzeugt werden kann jede RNA. Da es an die Anzahl der durchlaufenden Ribosomen gebunden ist Im Transkript würde es nur dann funktionieren, wenn die Übersetzung sehr hoch wäre. Ein hohes Maß an Translation könnte für ein Protein wie dieses problematisch sein dieses. Es ist wahrscheinlich wichtig, da sich die gleichen Ribosomen häufen wurde bei Mäusen, Ratten, Fischen und Fröschen gesehen, und der mRNA-Schwanz geht Zumindest zurück zu den Vorfahren der Wirbeltiere.

Die Forscher fanden auch andere RNAs mit gestapelten Ribosomen bis zum Stopp-Signal kurz nach dem normalerweise verwendeten. Es wäre ziemlich cool, wenn sie einen neuen modus von enträtselt hätten einen Prozess zu regulieren, von dem wir bereits dachten, dass wir viel wissen Über.

Nature, 2018. DOI: 10.1038 / nature25174 (Über DOIs).

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