뇌 물류: 누락된 링크가 mRNA d를 설명함

드레스덴, 도르트문트, 프랑크푸르트암마인, 괴팅겐에 있는 MPI 연구소의 팀들이 뉴런에서 메신저 RNA의 수송을 담당하는 단백질 복합체에 대한 최초의 증거를 얻기 위해 힘을 합쳤습니다.

막스 플랑크 분자 생리학 연구소

이미지: FERRY는 세포 내 도로망을 따라 양방향으로 이동할 수 있습니다.더보기

크레딧: Schuhmacher et al. (2023) / MPI-CBG

멀다, 너무 가깝다!

Marino Zerial은 "이러한 출판물은 뇌 세포에서 mRNA 분포의 기본 메커니즘을 밝히는 데 큰 발전을 제공합니다"라고 말했습니다. 세포는 mRNA를 청사진으로, 리보솜을 3D 프린터로 사용하여 필수 단백질을 생산합니다. 그러나 뇌 세포에는 극복해야 할 물류적 과제가 있습니다. 즉, 가지가 뇌에서 센티미터에 걸쳐 있을 수 있는 나무와 같은 모양입니다. 이번 연구의 제1저자인 Jan Schuhmacher는 “이것은 전국의 슈퍼마켓에 적절하게 공급하는 물류 노력과 유사하게 수천 개의 mRNA가 핵에서 멀리 수송되어야 함을 의미합니다.”라고 말했습니다.

지금까지 연구자들은 운반체 역할을 후기 엔도솜(Late Endosome)이라고 불리는 세포 내부의 구형 구획에 기인했습니다. 그러나 MPI 과학자들은 초기 엔도솜(EE)이라고 불리는 다른 형태의 구획이 세포 내 도로 네트워크를 따라 양방향으로 이동할 수 있는 능력으로 인해 mRNA 운반체로도 적합하다고 주장합니다. 드레스덴 MPI의 Marino Zerial이 주도한 첫 번째 출판에서 과학자들은 FERRY(5개 하위 단위 Endosomal Rab5 및 RNA/리보솜 중간체)라고 불리는 단백질 복합체의 기능을 발견했습니다. 뉴런에서 FERRY는 EE에 연결되어 있으며 이동 중에 고정 스트랩과 유사하게 작동합니다. 즉, mRNA와 직접 상호 작용하여 이를 EE에 고정하므로 뇌 세포에서 mRNA 수송 및 분포를 위한 물류 운반체가 됩니다.

복잡한 세부정보

그러면 FERRY는 어떻게 mRNA에 결합합니까? 이때 MPI 도르트문트의 Stefan Raunser 그룹이 등장합니다. 두 번째 출판물에서는 Dennis Quentin et al. FERRY의 구조와 복합체가 EE와 mRNA 모두에 결합할 수 있게 하는 분자 특징을 추론하기 위해 저온전자현미경(cryo-EM)을 사용했습니다. 4Ångstroms의 해상도를 갖춘 FERRY의 새로운 3D 원자 모델은 코일 코일 도메인을 포함하는 RNA 결합의 새로운 모드를 보여줍니다. 과학자들은 또한 일부 유전적 돌연변이가 어떻게 FERRY의 mRNA 연결 능력에 영향을 주어 신경 장애를 일으키는지 설명했습니다. Raunser는 "우리의 연구는 치료적으로 관련된 표적을 식별할 수도 있는 mRNA 수송 또는 분포의 실패로 인해 발생하는 신경 장애에 대한 보다 포괄적인 이해를 위한 토대를 마련합니다"라고 말했습니다.

분자세포

10.1016/j.molcel.2023.05.009

실험적 연구

세포

인간 FERRY Rab5 이펙터 복합체에 의한 mRNA 결합의 구조적 기초

2023년 6월 1일

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