Pseudourydylacja jest kluczową modyfikacją kwasów nukleinowych, która wpływa na strukturę i funkcję prawie wszystkich komórkowych cząsteczek RNA – informuje Małopolskie Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego (MCB UJ).

Chociaż zmodyfikowana wersja urydyny została odkryta ponad 60 lat temu, mniej więcej w tym samym czasie, co struktura DNA, biotechnolodzy wciąż niewiele wiedzą o enzymach, które mogą wprowadzać tę modyfikację do ludzkich RNA. Badanie naukowców z Uniwersytetu Jagiellońskiego i Uniwersytetu w Bernie zostało opublikowane w Molecular Cell. Praca toruje drogę do mechanistycznego zrozumienia niefortunnego związku między mutacjami, a wystąpieniem poważnych zaburzeń – podano w komunikacie.

Naukowcy z Grupy Badawczej Maxa Plancka MCB UJ jako pierwsi, przy użyciu wysokiej klasy kriomikroskopu elektronowego (cryo-EM), rozwiązali strukturę enzymu PUS3. Ta sama grupa naukowców niedawno powiązała mutacje PUS3 pochodzące z danych klinicznych pacjentów z chorobami rzadkimi.

Nowa praca pokazuje jego strukturę w stanie spoczynku, oczekującego na swoją kolej, by móc wykonać reakcję, jak również w kompleksie z różnymi rodzajami cząsteczek tRNA. "Spojrzeliśmy na PUS3 z kilku perspektyw, co pozwoliło nam nakreślić ogólny obraz tego klinicznie bardzo istotnego ludzkiego enzymu" - wyjaśnia dr hab. Sebastian Glatt, współautor pracy.

Jak wyjaśnia, uzyskane spektrum struktur potwierdza, że dwie identyczne cząstki PUS3 tworzą tzw. homodimer, który jest kluczowy zarówno dla integralności strukturalnej białka, jak też jego zdolności do wiązania z tRNA. Aby lepiej zrozumieć występowanie miejsc pseudourydylacji w komórce, grupa Leidel w Szwajcarii wykorzystała zmodyfikowane ludzkie linie komórkowe. Autorzy pracy stworzyli również komórkowy system raportowania, umożliwiający im monitorowanie i potwierdzanie wpływu różnych mutacji klinicznych na aktywność enzymu. Eksperymenty na hodowlach komórkowych zostały przeprowadzone we współpracy z Wydziałem Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii (WBBB) w UJ.

"Syntazy pseudourydyny zostały odkryte dziesiątki lat temu i jesteśmy podekscytowani, że pojawienie się nowych technik pomaga nam poszerzyć naszą wiedzę na temat kompleksu homodimeru PUS3 i jego aktywności enzymatycznej, a także sposobu, w jaki osiąga on selekcję substratów" - komentuje pierwsza autorka badania, dr Ting-Yu Lin, cytowana w komunikacie.

Dane zostały zebrane na kriomikroskopie elektronowym Titan Krios G3i, znajdującym się w Narodowym Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS. Prace w MCB UJ zostały sfinansowane z grantu ERC Consolidator realizowanego w grupie dr. hab. Glatta.

Dr hab. Sebastian Glatt jest jednym z 120 naukowców nowo wybranych do członkostwa w EMBO. W obszarze biologii strukturalnej zajmuje się badaniami nad regulacją translacji. EMBO oficjalnie powita nowych członków na przełomie października i listopada w Heidelbergu w Niemczech. Lista wszystkich nowo wybranych członków EMBO i członków stowarzyszonych - tutaj.

Nauka w Polsce

kol/ agt/