riepilogo: I ricercatori hanno fatto grandi progressi nella comprensione di come l’mRNA è distribuito nelle cellule cerebrali. Hanno scoperto che un complesso proteico chiamato FERRY aiuta gli endosomi precoci (EE) a trasportare gli mRNA in parti distanti dei neuroni.

Usando la microscopia elettronica criogenica, hanno mostrato la struttura di FERRY e come si lega agli mRNA. Questi risultati potrebbero approfondire la nostra comprensione dei disturbi neurologici causati dal fallimento del trasferimento dell’mRNA.

Aspetti principali:

1. Scoperto dagli scienziati dell’MPI, il complesso proteico FERRY è stato identificato come un componente critico della trasmissione dell’mRNA all’interno delle cellule cerebrali.
2. Precedentemente sottovalutati, i primi endosomi (EE) svolgono un ruolo fondamentale nella distribuzione dell’mRNA agendo come trasportatori di mRNA, con l’aiuto di FERRY.
3. Utilizzando la microscopia crioelettronica, i ricercatori hanno rivelato la complessa struttura di FERRY e il suo nuovo percorso di legame all’RNA implicato in alcuni disturbi neurologici.

fonte: Istituto Max Plank

I team degli istituti MPI di Dresda, Dortmund, Francoforte sul Meno e Gottinga uniscono le forze per ottenere la prima prova di un complesso proteico coinvolto nella trasmissione dell’RNA messaggero nei neuroni..

Lontano, così vicino!

“Queste pubblicazioni forniscono un importante progresso nel chiarire i meccanismi alla base della distribuzione dell’mRNA nelle cellule cerebrali”, afferma Marino Zerial. Le cellule producono proteine ​​vitali utilizzando l’mRNA come modello e i ribosomi come stampanti 3D.

Tuttavia, le cellule cerebrali devono superare una sfida logistica: una forma simile ad un albero con rami che possono estendersi per centimetri nel cervello.

“Ciò significa che migliaia di mRNA dovrebbero essere trasportati lontano dal nucleo, qualcosa di simile a uno sforzo logistico per rifornire adeguatamente i supermercati di un intero paese”, afferma Jan Schumacher, primo autore dello studio.

Fino ad ora, i ricercatori hanno attribuito il ruolo del trasportatore a compartimenti sferici all’interno della cellula, chiamati endosomi latenti. Tuttavia, gli scienziati dell’MPI sostengono che anche una diversa forma di compartimenti, chiamati endosomi precoci (EE), sono adatti come vettori di mRNA, grazie alla loro capacità di viaggiare in entrambe le direzioni lungo le reti stradali intracellulari.

Nella prima pubblicazione, guidata da Marino Zerial dell’MPI di Dresda, gli scienziati hanno scoperto la funzione di un complesso proteico che hanno chiamato FERRY (cinque subunità Rab5 endosomiali e intermediario RNA/ribosoma).

Nei neuroni, FERRY si lega agli EE e agisce in modo simile a una cintura di connessione durante la trasmissione: interagisce direttamente con l’mRNA e lo trasporta sugli EE, che diventano così vettori logistici per il trasporto e la distribuzione dell’mRNA nelle cellule cerebrali.

Dettagli intricati

Ma come si relaziona FERRY con l’mRNA? È stato allora che è entrata in gioco la divisa di Stefan Raunser dell’MPI Dortmund.

Nella seconda pubblicazione, Denise Quentin et al. La microscopia crioelettronica (cryo-EM) è stata utilizzata per dedurre la struttura e le caratteristiche molecolari di FERRY che consentono al composto di legarsi sia agli EE che agli mRNA.

Il nuovo modello atomico 3D di FERRY, con una risoluzione di 4 Ångstrom, mostra una nuova modalità di legame dell’RNA, che include domini a spirale. Gli scienziati hanno anche spiegato come alcune mutazioni genetiche influenzano la capacità di FERRY di legare l’mRNA portando a disturbi neurologici.

“La nostra ricerca pone le basi per una comprensione più completa dei disturbi neurologici causati dal fallimento del trasporto o della distribuzione dell’mRNA, che può anche portare all’identificazione di bersagli terapeuticamente rilevanti”, afferma Raunser.

A proposito di questa notizia di genetica e neuroscienze

autore: Johan Jarzombek
fonte: Istituto Max Plank
comunicazione: Johann Jarzombek – Istituto Max Planck
immagine: Immagine accreditata a Neuroscience News

Ricerca originale: accesso libero.
“Base strutturale per il legame dell’mRNA da parte del complesso effettore umano FERRY Rab5Di Stephan Raunser et al. cellula molecolare

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un sommario

Base strutturale per il legame dell’mRNA da parte del complesso effettore umano FERRY Rab5

Punti salienti

• Ferry lega l’mRNA ai primi endosomi nel trasporto a lungo raggio delle trascrizioni
• Struttura unica simile a una sinapsi del complesso effettore pentamericano FERRY Rab5
• La complessa interfaccia di legame dell’RNA include principalmente i domini flessibili a spirale di Fy-2
• Le mutazioni associate al disturbo neuronale compromettono il raggruppamento di Rab5 e FERRY

riepilogo

Il complesso effettore della pentasi FERRY Rab5 è un collegamento molecolare tra mRNA e primi endosomi nella distribuzione intracellulare dell’mRNA.

Qui, definiamo l’architettura crio-EM umana. Rivela una struttura unica simile a una sinapsi diversa da qualsiasi struttura nota degli effettori di Rab.

Una combinazione di studi funzionali e mutazionali rivela che mentre la bobina a spirale C-terminale Fy-2 funge da regione di legame per Fy-1/3 e Rab5, sia la bobina a spirale che Fy-5 concordano nel legare l’mRNA.

Le mutazioni che causano il troncamento di Fy-2 in pazienti con disturbi neurologici compromettono il legame di Rab5 o l’assemblaggio del complesso FERRY. Pertanto, Fy-2 funge da hub di legame che collega tutte e cinque le subunità complesse e media il legame dell’mRNA e l’interiorizzazione precoce tramite Rab5.

Il nostro studio fornisce approfondimenti meccanicistici sul trasporto di mRNA a lunga distanza e dimostra che la struttura speciale di FERRY è strettamente correlata a una modalità di legame dell’RNA precedentemente non descritta, che include domini a spirale.