Overlevelsesstrategi for messenger RNA'er under mangel på cellulær sukker

Hvis en celle løber tør for sukker, det gemmer visse messenger-RNA'er for at forlænge dets levetid. Som en forskergruppe ved Biozentrum ved Universitetet i Basel nu har opdaget, proteinet Puf5p bestemmer, om individuelle messenger-RNA'er vil blive lagret eller nedbrudt, når sukkerniveauet er lavt. Studiet offentliggjort i eLife viser, at Puf5p derfor sender messenger-RNA'erne til en celleorganel, hvor deres skæbne er beseglet.

Hvis en celle støder på en stresssituation, om det er på grund af næringsrestriktioner eller osmotisk chok, cellen reagerer øjeblikkeligt for at sikre dens overlevelse. Prof. Anne Spangs forskningsgruppe ved Biozentrum ved Universitetet i Basel, har undersøgt, hvordan forskellige stresstilstande påvirker processer i cellen.

Holdet opdagede, at såkaldte P-legemer, små cellulære organeller, spiller en vigtig rolle i disse processer:De ikke kun, som det tidligere var antaget, nedbryde messenger-RNA'erne (mRNA'er), som ikke er til nytte for cellen i den pågældende situation, men også sikre, at de mRNA'er, der kræves, opbevares. Som mobile bærere af genetisk information i cellerne, mRNA'er er skabeloner til produktion af vitale proteiner. Med Puf5p identificerede forskerholdet desuden netop det protein, der bestemmer skæbnen for de forskellige mRNA'er.

Protein bestemmer skæbne for mRNA'er

Spang og hendes team, at bruge gær som en modelorganisme, undersøgt hvilke processer der er involveret, når en celle skal forholde sig til sukkerrestriktion og sammenlignet disse med responsen på andre stresssituationer. Det viste sig, at P-legemer øger lagringen af ​​såkaldte mitokondrielle mRNA'er, når de oplever sukkermangel. Produkterne fra mitokondrielle mRNA'er etablerer tilpasningen af ​​energimetabolismeprocessen i cellernes kraftværker, mitokondrierne. "Dette er den eneste måde at sikre cellens fortsatte overlevelse, " forklarer Spang. Samtidig, alle de mRNA'er, der ikke er nødvendige for at mestre mangelsituationen, nedbrydes i P-legemerne. Indtil nu, det blev antaget, at P-legemer kun spillede en rolle i nedbrydningen af ​​mRNA'er.

Desuden, forskerne var i stand til at identificere beslutningstageren, der var ansvarlig for denne udvælgelse:"Vi demonstrerede, at proteinet Puf5p primært bestemmer over det individuelle mRNA's skæbne og transporterer det til det sted, hvor dette udføres, P-legemerne, " rapporterer Spang.

Celler lever længere under stress

Talrige tidligere videnskabelige undersøgelser har vist, at visse belastninger, især begrænsning af næringsstoffer, kan have en positiv effekt på den forventede levetid for en celle og dermed også for mennesker. Spangs undersøgelser giver endnu en byggesten i den mere detaljerede forståelse af de processer, der ligger til grund for en forlængelse af levetiden. "Det er også P-legemets opbevaring af mRNA'er under sukkermangel, der viser sig at være til gavn for cellens levetid, " siger Spang.