EMBO: Открыта связь между генной мутацией и митохондриальными заболеваниями
Ученые из Каролинского института сделали важное открытие в области того, как клетки человеческого организма вырабатывают энергию.
Исследование, опубликованное в журнале The EMBO Journal, объясняет, как митохондрии обрабатывают молекулы тРНК (транспортной РНК), необходимые для производства энергии.
Митохондриям нужны правильно обработанные тРНК, чтобы производить белки и получать энергию. Проблемы с обработкой тРНК могут вызвать серьезные заболевания, такие как атрофия глазного нерва. До сих пор точный процесс созревания тРНК в митохондриях был изучен недостаточно.
Наше исследование объясняет, как митохондриальный комплекс RNase Z на молекулярном уровне находит и обрабатывает молекулы тРНК.
Мы использовали современный метод — криоэлектронную микроскопию, чтобы увидеть, как комплекс работает. Мы сделали снимки молекул тРНК в разные моменты их созревания. Это поможет лучше понять, как наши клетки вырабатывают энергию и остаются здоровыми, — говорит Генис Валентин Гесе, первый автор исследования.
С помощью криоэлектронной микроскопии ученые смогли увидеть митохондриальный комплекс RNase Z, который важен для созревания тРНК. Они получили детальные изображения того, как этот комплекс обрабатывает молекулы тРНК шаг за шагом.
Мы словно наблюдаем за работой шестеренок в хорошо отлаженном двигателе, — говорит Валентин Гесе.
Мы видим, как каждый компонент взаимодействует с тРНК, и это дает нам ценные знания о механизмах созревания тРНК.
Раскрытие механизма последовательной обработки
Ученые выяснили, как обрабатываются молекулы тРНК: от 5′ до 3′. Это обеспечивает их правильную подготовку к синтезу белка. Также исследование объясняет, как комплекс RNase Z предотвращает разрезание тРНК, у которых уже есть необходимый 3'-CCA-хвост.
Понимание направленности процессинга тРНК очень важно, — говорит Мартин Халлберг, старший автор исследования.
Оно обеспечивает созревание и функционирование молекул тРНК. А это необходимо для выработки энергии митохондриями.
Исследование выявило связь между мутациями в гене ELAC2 и митохондриальными заболеваниями. Это важно для разработки методов лечения таких болезней, как кардиомиопатия и умственная отсталость.
Понимание того, где происходят эти мутации и как они влияют на работу комплекса RNase Z, помогает разобраться в причинах некоторых митохондриальных заболеваний. Эти знания необходимы для создания эффективных терапий.
Открытие может поспособствовать в диагностике и лечении митохондриальных болезней и помочь нам лучше понять биологию митохондрий.
