W komórce nawet najmniejsze cząsteczki działają według precyzyjnie określonego harmonogramu. Zespołowi dra Sebastiana Glatta z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie wspólnie z grupami badawczymi z Niemiec, udało się odkryć, że rzadka modyfikacja chemiczna pojawia się w tRNA, jeszcze zanim cząsteczka w pełni dojrzeje.

Jak poinformowali naukowcy z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie, odkrycie to zmienia dotychczasową wiedzę o najmniejszych „pracownikach” komórek.

Aby powstały białka, molekularne maszyny życia, komórki potrzebują specjalnych cząsteczek transportujących aminokwasy. Świeżo powstałe tRNA nie są jednak od razu gotowe do pracy. Muszą one najpierw uzyskać odpowiednią strukturę trójwymiarową oraz zostać „usprawnione” odpowiednimi modyfikacjami chemicznymi, które doprecyzują ich funkcję. Jedną z takich modyfikacji jest kweozyna (Q), cząsteczka, zajmująca kluczową pozycję w regionie antykodonu niektórych tRNA.

W przypadku tRNA przenoszącego aminokwas tyrozynę, sprawa jest jeszcze bardziej skomplikowana: w jego pętli antykodonowej znajduje się dodatkowy fragment RNA, zwany intronem, który musi zostać usunięty w procesie zwanym splicingiem, zanim tRNA będzie mogło zacząć działać. Do tej pory naukowcy nie wiedzieli, co dzieje się najpierw: modyfikacja czy splicing.

Jak stwierdził Igor Kaczmarczyk, jeden z pierwszych autorów artykułu w Nature Communications ( https://www.nature.com/articles/s41467-025-62220-z) tRNA-Tyr jest modyfikowany przez kweozynę jeszcze zanim jego intron zostanie wycięty.

Autorzy publikacji wykazali, że kweozyna (oraz jej pochodna galaktozylowana kweozyna) są dołączane do prekursorów tRNA-Tyr jeszcze przed usunięciem intronów, co potwierdzono w doświadczeniach in vitro, jak i in vivo. Naukowcy dowiedli, że kolejność tych zdarzeń zachowana jest u wielu gatunków, od nicienia i muszki owocowej, po mysz i człowieka.

„Nasze wysokorozdzielcze struktury uzyskane metodą cryo-EM (mikroskopia elektronowa w ultraniskich temperaturach) pokazały, że kompleks enzymatyczny QTRT1/2 potrafi bezpośrednio rozpoznawać i modyfikować tRNA-Tyr przed splicingiem” – dodał dr Sebastian Glatt cytowany w informacji prasowej MCB.

Zaawansowane badania strukturalne były możliwe dzięki infrastrukturze krio-mikroskopii elektronowej pojedynczych cząstek w Synchrotronie Solaris w Krakowie oraz dzięki wsparciu Structural Biology Core Facility w MCB. Projekt został sfinansowany przez European Research Council (ERC) w ramach programu Horyzont 2020.(PAP)

kol/ agt/