Scoperta struttura proteina essenziale per biogenesi ed esportazione RNA messaggero

Un team di ricercatori spagnoli e tedeschi finanziati dall’UE hanno rivelato la struttura di una proteina complessa che è essenziale per la biogenesi e l’esportazione dell’RNA messaggero (mRNA). In un articolo pubblicato sull’European Molecular Biology Organization (EMBO) Journal, il team descrive come i dati di quest’architettura hanno aiutato a identificare un meccanismo attraverso il quale questo fattore di assembramento riconosce e lega gli acidi nucleici.

Il complesso proteico, conosciuto come “complesso THO”, è direttamente associato alla trascrizione, la biogenesi e l’esportazione dell’mRNA. Anche se il DNA viene trascritto nel nucleo della cellula, i ribosomi che traducono l’RNA in proteine sono nel citoplasma. L’esportazione dell’mRNA quindi, un processo non ancora completamente compreso dagli scienziati, è essenziale per l’espressione genetica. Una ragione per la quale gli scienziati rimangono nel buio circa questo processo è per la solubilità molto limitata del complesso THO, che rende impossibile purificarlo per una cristallografia a raggi X.

Lo studio è stato sostenuto dal progetto 3D-REPERTOIRE (“A multidisciplinary approach to determine the structures of protein complexes in a model organism”) che ha ricevuto oltre 13 milioni di euro in finanziamenti dall’Area tematica “Scienze della vita, genomica e biotecnologia per la salute” del Sesto programma quadro (6° PQ) dell’UE.

I ricercatori hanno usato la microscopia elettronica con varie tecniche di etichettatura per generare un modello atomico. Con la loro ricostruzione tridimensionale, hanno scoperto che il complesso non ha quattro diverse proteine, come si pensava prima, ma bensì cinque, la nuova proteina identificata è responsabile del legame con le altre proteine che possono regolare anche l’elaborazione, l’imballaggio e l’esportazione dell’mRNA. Il team ha anche localizzato la parte del complesso che si lega direttamente agli acidi nucleici, una regione distesa che si trova in una delle proteine del complesso.

I risultati mostrano che l’espressione del gene è indicata dal fatto che, a seconda del gene target, la sua alterazione causa un’instabilità genetica.

Il progetto 3D-REPERTOIRE è stato creato per capire meglio la rete di interazioni tra i geni, le proteine e i sistemi funzionali che essi producono.

Poiché anche l’organismo vivente più primitivo è molto complesso e la scienza ha ancora tanto da imparare su molte delle complessità, è difficile che gli scienziati riescano nel prossimo futuro a raggiungere delle conoscenza a livello di un’intera cellula. Per raggiungere questo obiettivo, avranno bisogno di capire la funzione biologica di tutti i geni e le proteine all’interno dei genomi. Raramente le proteine agiscono da sole e in genere interagiscono con altre macromolecole per svolgere particolari compiti cellulari. Gli insiemi funzionali che ne risultano sono più della somma delle parti di cui sono composti e la loro funzione non è facile da capire anche con le analisi più sistematiche delle singole proteine.

Per maggiori informazioni, visitare:

Centro Nacional de Biotecnologia (CNB-CSIC):
http://www.cnb.csic.es