세포의 미토콘드리아가 자체 단백질 공장을 만드는 방법

[아름이]

세포의 미토콘드리아가 자체 단백질 공장을 만드는 방법
날짜:
2022년 12월 8일
원천:
록펠러 대학교
요약:
이번 연구 결과는 세포의 미토콘드리아 내에서 발견되는 독특한 리보솜인 미토리보솜에 대해 드문 빛을 비췄습니다.

세포 내의 작은 단백질 생산 공장인 리보솜은 어디에나 존재하며 생명의 나무 전체에서 거의 동일하게 보입니다. 구조적으로 박테리아를 유지하는 것은 우리 인간 세포에서 단백질을 휘젓는 리보솜과 크게 다르지 않습니다.

그러나 유사한 리보솜을 가진 두 유기체조차도 그들의 mitoribosomes의 RNA 및 단백질 구성 요소에서 상당한 구조적 차이를 나타낼 수 있습니다. 미토콘드리아(세포 내의 에너지 생성 실체) 내의 특화된 리보솜인 미토리보솜은 미토콘드리아가 세포의 에너지 통화인 ATP를 제조하는 단백질을 생산하도록 돕습니다.

Sebastian Klinge 실험실의 과학자들은 mitoribosomes가 어떻게 진화했는지, 세포 내에서 어떻게 조립되는지, 그리고 그 구조가 종에 따라 훨씬 덜 균일한 이유를 궁금해했습니다. 이러한 질문에 답하기 위해 그들은 저온 전자 현미경을 사용하여 효모와 인간 mitoribosomes의 작은 하위 단위가 조립될 때 3D 스냅샷을 생성했습니다. 네이처(Nature) 에 발표된 그들의 발견은 mitoribosome 조립의 기초를 밝히고 오작동하는 mitoribosomes와 관련된 희귀 질병에 대한 의미를 가질 수 있습니다.

Klinge's의 대학원생인 Nathan Harper는 "3차원 사진은 어떤 단계가 필요한지, 어떤 단백질이 그 과정에 관여하는지, 이 크고 복잡한 기계의 조립을 어떻게 조절할 수 있는지에 대해 많은 것을 알려줄 수 있습니다."라고 말합니다. 랩. "Cryo-EM을 통해 우리는 정제된 복합체의 이기종 개체군에서 조립 경로의 개별 단계를 식별하고 분리할 수 있었으며 조립 중에 이러한 복합체가 시간이 지남에 따라 어떻게 변하는지 확인할 수 있었습니다."라고 Klinge의 대학원생인 Chloe Burnside는 덧붙였습니다. 랩.

효모와 인간이라는 두 가지 다른 종에서 이 과정을 관찰함으로써 팀은 mitoribosome 조립에서 많은 유사점과 차이점을 직접 관찰할 수 있었습니다. 한 가지 주요 차이점은 서로 다른 단백질이 종종 유사한 RNA 폴딩 작용에 관여한다는 것입니다. "이러한 리보솜에는 공통적인 장애물이 있기 때문"이라고 Harper는 설명합니다. "도로 자전거와 산악 자전거의 두 가지 다른 자전거를 제조하는 것과 같이 생각할 수 있습니다. 각각에 대한 추가 부품이나 도구가 필요할 수 있지만 생산의 일부 주요 단계는 비슷할 것입니다."

결과는 거대분자 복합체에서 분자 복잡성과 다양성이 어떻게 발생하는지, 어셈블리 시스템이 복합체 자체와 함께 어떻게 진화하는지에 대한 고유한 통찰력을 제공합니다. mitoribosomes에 대한 더 나은 이해는 Perrault 증후군과 같은 mitoribosome 기능 장애와 관련된 다양한 심각한 질병에 영향을 줄 수 있습니다. "우리는 다양한 질병을 유발하는 돌연변이를 서로 다른 조립 인자의 구조에 매핑할 수 있었기 때문에 이러한 돌연변이가 리보솜 조립 과정에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 확인할 수 있었습니다."

출처 : https://www.sciencedaily.com/