Ett gen - to proteiner

"Alternativ spleising" gir informasjon om to forskjellige proteiner fra bare en genetisk komponent

Takket være Hub1 kan to proteiner lages fra bare ett gen © Stefan Jentsch / Copyright: MPI of Biochemistry
lese høyt

Små proteiner fra ubiquitin-familien fungerer som molekylære svitsjer og regulerer mange cellulære funksjoner. Max Planck-forskere har nå oppdaget at proteinet Hub1 i denne familien har en viktig innflytelse på proteinsyntese: det påvirker hvordan celler oversetter informasjonen som er kodet i genene. Takket være Hub1 kan ett gen til og med gi informasjonen for to proteiner.

Dette skaper flere proteiner enn gener er til stede. Denne mekanismen kan også påvirke proteinproduksjonen hos mennesker og har derfor mange effekter på sunne, men også syke menneskelige celler, melder forskerne nå i "Nature".

"Cellular mill"

Hver celle har et stort antall proteiner som er essensielle for å kontrollere livsfunksjoner. Hvert protein overtar spesifikke oppgaver, som kan endres ved etterfølgende modifikasjoner av proteinene. Spesielt fascinerende er tilfeller der proteiner endres av den kjemiske tilknytningen til små proteiner fra ubiquitin-familien. Ubiquitin ble oppdaget på 1970-tallet og er kjent som en nedbrytningsetikett: proteiner knyttet til ubiquitin kan brytes ned av en "cellulær mølle".

Hub1 i forskernes severdigheter

Forskere i laboratoriet til Stefan Jentsch ved Max Planck Institute of Biochemistry (MPIB) i Martinsried nær München identifiserte og studerte nå Hub1, et uvanlig medlem av ubiquitin-familien. Selv om Hub1 har en lignende struktur som ubiquitin og andre familiemedlemmer, ser det ut til å virke på en helt annen måte. Det er fordi MPIBs Shravan Kumar Mishra fant at Hub1 tett, men ikke kjemisk, binder seg til det svært konserverte proteinet Snu66.

Dette proteinet er en del av et bestemt cellulært maskineri - spliceosom - som kutter ut segmenter av messenger RNA (mRNA) og limer de gjenværende delene sammen. Forskere kaller denne prosessen for "spleising". utstilling

"Alternativ skjøting"

Fordi mRNA-molekyler transporterer den genetiske informasjonen fra kromosomene til de cellulære proteinfabrikkene, kan ribosomer, der de blir oversatt til proteiner, spleise mRNA betydelig endre proteinsammensetningen til en celle. Mishra og kolleger har nå oppdaget at bindingen av Hub1 til Snu66 vesentlig endrer egenskapene til spleisosomet: Med Hub1 kan det også virke på mRNA som ikke er normalt skreddersydd.

I noen tilfeller kan Hub1-modifiserte spleisosomer til og med danne to forskjellige mRNA fra et enkelt gen. Den såkalte "alternative spleisingen" gir informasjonen om to forskjellige proteiner fra bare ett gen.

Flere proteiner enn gener

Den Hub1-medierte mekanismen som ble funnet av Jentsch og hans medarbeidere, kan være den eldste utviklede mekanismen som produserer flere proteiner enn gener er. I tillegg fant forskerne at det forekommer konservert fra encellede organismer som gjær til mennesker. Siden mekanismen sannsynligvis også har en betydelig innvirkning på produksjonen av humane proteiner, vil den ha stor relevans for både sunne og syke menneskelige celler, sier forskerne. (Nature, 2011; doi: 10.1038 / nature10143)

(Max Planck Institute of Biochemistry, 27.05.2011 - DLO)