Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nye proteinkomplekser kaster lys over kvalitetskontrol i menneskets celler

Forskere ved Aarhus Universitet har identificeret to nye proteinkomplekser, der er tilknyttet det menneskelige RNA exosom, som spiller en vigtig rolle i cellens RNA kvalitetskontrol. Disse komplekser er med til at afgøre, hvilke RNA molekyler der skal fjernes fra cellen, og opdagelsen, der er publiceret i det anerkendte internationale tidsskrift Molecular Cell, er derfor et vigtigt skridt på vejen til at forstå, hvordan menneskets celler sikrer sig imod fejl i gen-ekspressionen.

19.08.2011 | Lisbeth Heilesen

Figur 1: Nye exosome kofaktorer. hMTR4 er et centralt protein, der kobler det humane RNA exosome med hjælpekomplekser (kofaktorer). De to hjælpekomplekser, der blev identificeret i denne undersøgelse, findes henholdsvis i nucleoplasma og nucleolus og er vigtige for genkendelse af RNA-substrater i disse dele af cellen. Se teksten for detaljer. Figur: Michal Lubas

Exosomet udfører kvalitetskontrol

RNA exosomet er en kompleks maskine bestående af ni centrale proteiner, der danner en katalytisk inaktiv ringformet struktur, hvorpå de aktive komponenter sidder. Det er involveret i bearbejdning og nedbrydning af RNA molekyler, der er essentielle for så godt som alle cellens processer. Udover at fjerne RNA, der ikke længere har en funktion i cellen, udfører exosomet også kvalitetskontrol, der sikrer, at fejlagtige RNA'er ikke skaber skadelige forhold inde i cellen. Derfor er det ikke overraskende, at exosomet er evolutionært bevaret og kan genfindes i gærceller, fluer og planter.

Et af de store videnskabelige spørgsmål har været at finde ud af, hvordan exosomet identificerer de RNA molekyler, der skal fjernes, og hvilke det skal lade i fred. Tidligere resultater fra forskergruppen ved Aarhus Universitet har vist, at der i mennesker findes tre forskellige katalytiske, exosome-associerede proteiner, og at disse findes forskellige steder i cellen (se pressemeddelelse fra 31. august 2010). Denne rumlige adskillelse er en del af forklaringen på, hvilke RNA’er der bliver angrebet af exosomet, men det forklarer ikke specificiteten – altså hvordan RNA molekylerne genkendes.

Opdagelse af to nye proteinkomplekser

I gær hjælpes exosomet af et proteinkompleks kaldet TRAMP (Trf4p/Air1p/Mtr4p polyadenylation). TRAMP indeholder et RNA-bindende protein (Air1p), der dirigerer RNA'et hen til exosomet. Desuden består TRAMP af en helicase (Mtr4p), der fjerner interne bindinger i RNA molekylet, og en polyA polymerase (Trf4p), der forlænger RNA'et og derved skaber et ’håndtag’ for exosomet, hvis det går i stå eller falder af sit substrat. Et tilsvarende hjælpekompleks er ikke tidligere blevet beskrevet i menneskeceller.

Nærværende undersøgelser førte til opdagelsen af ikke mindre end to hjælpekomplekser i menneskets celler. Det ene – kaldet human TRAMP (hTRAMP) – består af proteiner, der svarer evolutionært til komplekset i gær (hTrf4-2/ZCCHC7/hMtr4), mens det andet – kaldet Nuclear EXosome Targeting complex (NEXT) – indeholder to mulige RNA-bindende proteiner (RBM7 og ZCCHC8) samt helicasen hMtr4, der dermed indgår i begge komplekser. Nærmere karakterisering af komplekserne viste, at NEXT er overordentligt stabilt og findes i det meste af cellekernen, dog ikke i specialiserede domæner kaldet nucleoli. hTRAMP derimod er mindre stabilt og findes udelukkende i nucleoli.

Denne rumlige opdeling er også reflekteret i substratspecificiteten for de to komplekser, hvor NEXT i nucleoplasma nedbryder en heterogen klasse af ustabile RNA'er, kaldet PROMPTs. hTRAMP er derimod vigtig for nedbrydning af fejlagtige RNA'er, der akkumulerer i nucleoli. Fremtidige undersøgelser vil fokusere på at finde yderligere substrater for disse nye ’exosome-adaptorer’.

 


Studierne blev foretaget ved Danmarks Grundforskningsfonds Center for mRNP Biogenese og Metabolisme ved Institut for Molekylær Biologi og Genetik, Aarhus Universitet. Arbejdet var et tæt samarbejde mellem de tre ph.d.-studerende Michal Lubas, Marianne S. Christensen og Maiken S. Kristiansen fra Professor Torben Heick Jensen’s forskningsgruppe.

Link til artiklen i Molecular Cell:

Interaction Profiling Identifies the Human Nuclear EXosome Targeting (NEXT) Complex

Preview

 

Yderligere information

Torben Heick Jensen


Professor Torben Heick Jensen
Center for mRNP Biogenese og Metabolisme, Institut for Molekylærbiologi og Genetik, Aarhus Universitet
Mobil: 6020 2705, thj@mb.au.dk, www.mRNP.dk





Nyheder

Læs også
  • Intern kommunikation i gener forbedrer genekspressionen (12.11.2010)
  • Ny katalytisk komponent for det humane RNA exosome (31.08.2010)
  • Dansk-schweizisk samarbejde bag kortlægning af livsvigtig cellulær proces (08.12.2008)
  • Danske forskere afslører ukendt aktivitet i den menneskelige arvemasse (05.12.2008)
  • Afsløring af den molekylære mekanisme bag kvalitetskontrol i afkodning af genomet (10.07.2008)

Tekst: Michal Lubas, Torben Heick Jensen og Lisbeth Heilesen

Offentligheden / Pressen, Institut for Molekylærbiologi og Genetik