Структура молекул тРНК, исследованная с помощью криоэлектронной микроскопии

Польские ученые впервые получили изображение молекул человеческой тРНК с помощью уникальной техники криоэлектронной микроскопии. В своих исследованиях они определили структуру тРНК и влияние наличия модифицированного нуклеотида на стабильность этих молекул.

Структуры четырех человеческих тРНК до и после введения в их последовательность естественного псевдоуридинового нуклеотида были представлены в исследовании группы профессора Себастьяна Глатта из Малопольского центра биотехнологии Ягеллонского университета в Кракове. Работа создана в сотрудничестве с группой проф. Януш Буйницкий из Международного института молекулярной и клеточной биологии в Варшаве и научных учреждений Великобритании и Франции.

«Трансферные РНК (тРНК) — это один из типов рибонуклеиновой кислоты, встречающейся в каждом живом организме. ТРНК — это важные молекулы, которые переводят генетическую информацию в белки, что является основополагающим для всех живых организмов. Мы знаем тРНК с тех пор, как узнали ДНК, но структурные исследования тРНК были сложной задачей из-за их небольшого размера и сложности структуры», — объясняет Анна Биела, первый автор статьи.

Исследователи продемонстрировали структуру каждой молекулы тРНК до и после ферментативной вставки псевдоуридина. Псевдоуридин — это встречающийся в природе нуклеотид, являющийся химическим изомером уридина: одного из четырех основных нуклеотидов, входящих в состав РНК. Использование псевдоуридина вместо уридина также использовалось при производстве последних мРНК-вакцин.

Оказалось, что наличие этих модификаций повышает устойчивость частиц, но также, как и предсказывали ученые, может вызывать локальные структурные изменения. «Это исследование демонстрирует значительное влияние псевдоуридина на стабильность и функцию тРНК», — сказал руководитель группы профессор Себастьян Глатт.

Результаты, опубликованные в статье, также показывают, что эффект этой модификации зависит не только от положения, в котором она происходит, но и от конкретной тРНК. Такой подробный анализ позволяет нам понять, какие позиции тРНК важны и имеют потенциальное терапевтическое применение.

«Наши результаты не только углубляют наши знания о влиянии модификаций РНК на структуры тРНК, но и подчеркивают потенциальное использование модифицированных тРНК в терапевтических целях. Результаты наших исследований могут способствовать разработке новых методов лечения на основе РНК», — говорит Анна Биела.

Исследователи проанализировали тРНК с помощью криоэлектронной микроскопии, биофизических методов и компьютерного моделирования. Команда МИБМиК под руководством проф. Януш Буйницкий провел компьютерное моделирование и моделирование молекулярной динамики, благодаря чему ученым удалось проанализировать механизмы структурной стабильности модифицированных тРНК.

«Это исследование иллюстрирует возможности вычислительного моделирования в интерпретации крио-ЭМ-карт низкого и среднего разрешения. Наши симуляции наглядно показывают, как псевдоуридин стабилизирует ключевые взаимодействия в структурах тРНК, прокладывая путь для будущего анализа других модификаций РНК», — заключил соавтор профессор Януш Буйницкий.

Исследование описано в статье «Определение эффектов включения псевдоуридина в человеческие тРНК», опубликованной в журнале EMBO Journal.

Каролина Душчик (PAP)

ц/ зан/

Фонд PAP разрешает вам бесплатно перепечатывать статьи из сервиса «Наука в Польше» при условии, что вы один раз в месяц будете информировать нас по электронной почте об использовании сервиса и указывать источник статьи. На порталах и в интернет-сервисах, пожалуйста, укажите адрес ссылки: Источник: naukawpolsce.pl, а в журналах аннотацию: Источник: Nauka w Polsce Service - naukawpolsce.pl. Вышеуказанное разрешение не распространяется на: информацию из категории «Мир», а также любые фотографии и видеоматериалы.