我們的細(xì)胞如何處理RNA產(chǎn)生的能量？

卡羅林斯卡學(xué)院細(xì)胞和分子生物系的研究人員在人類細(xì)胞如何產(chǎn)生能量方面有了重大發(fā)現(xiàn)。他們的研究發(fā)表在EMBO雜志上，揭示了線粒體如何轉(zhuǎn)移RNA （tRNA）分子的詳細(xì)機(jī)制，這對(duì)能量產(chǎn)生至關(guān)重要。

線粒體被稱為細(xì)胞的“發(fā)電站”，它需要經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理的tRNA來(lái)制造蛋白質(zhì)以提供能量。tRNA加工中的問(wèn)題可能導(dǎo)致嚴(yán)重的線粒體疾病。直到現(xiàn)在，線粒體中tRNA成熟的確切過(guò)程還沒(méi)有被很好地理解。

“我們的研究在分子水平上揭示了線粒體RNase Z復(fù)合物如何識(shí)別和處理tRNA分子，”該研究的**作者Genís Valentín Gesé說(shuō)。“通過(guò)使用先進(jìn)的低溫電子顯微鏡，我們已經(jīng)能夠看到這種復(fù)合物的作用，捕捉到tRNA在不同成熟階段的快照。這是了解細(xì)胞如何產(chǎn)生能量和維持健康功能的重要一步。”           

窺見(jiàn)分子機(jī)制

利用先進(jìn)的低溫電子顯微鏡，研究人員可視化了線粒體RNase Z復(fù)合物，這對(duì)tRNA成熟至關(guān)重要。他們拍攝了高分辨率的圖像，展示了這種復(fù)雜的過(guò)程是如何一步一步地處理tRNA分子的。

“如此細(xì)致地觀察RNase Z復(fù)合體就像觀察一臺(tái)微調(diào)過(guò)的發(fā)動(dòng)機(jī)的齒輪，”Genís Valentín Gesé解釋說(shuō)。“我們可以觀察到每個(gè)成分是如何與tRNA相互作用的，這為我們了解tRNA成熟的精確機(jī)制提供了寶貴的見(jiàn)解。”

揭示順序處理機(jī)制

一個(gè)關(guān)鍵的發(fā)現(xiàn)是tRNA的5 ‘到3 ’加工順序的發(fā)現(xiàn)，這確保了它們正確地為蛋白質(zhì)合成做好準(zhǔn)備。該研究還解釋了RNase Z復(fù)合物如何避免切割已經(jīng)具有其必需的3 ' -CCA尾部的tRNA，從而防止tRNA加工中的錯(cuò)誤。

“了解tRNA加工的方向性是至關(guān)重要的，”該研究的資深作者M(jìn)artin H?llberg說(shuō)。“它確保tRNA分子適當(dāng)成熟和發(fā)揮功能，這對(duì)線粒體有效產(chǎn)生能量至關(guān)重要。”

重要的是，該研究將ELAC2基因的特定突變與線粒體疾病聯(lián)系起來(lái)。了解這些突變有助于開(kāi)發(fā)針對(duì)心肌病和智力殘疾等疾病的靶向治療方法。

Martin H?llberg解釋說(shuō)：“通過(guò)可視化這些突變發(fā)生的位置以及它們?nèi)绾斡绊慠Nase Z復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和功能，我們可以了解某些線粒體疾病的分子基礎(chǔ)。這些知識(shí)對(duì)于開(kāi)發(fā)靶向治療來(lái)糾正或補(bǔ)償這些缺陷至關(guān)重要。”

這一突破為線粒體疾病的診斷和治療提供了新的途徑，并增強(qiáng)了我們對(duì)線粒體生物學(xué)的全面了解。

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