Ditemukan Angkutan RNA Protein Ke Sel Mitokondria

Para peneliti di UCLA's Jonsson Comprehensive Cancer Center dan departemen Kimia dan Biokimia dan Patologi dan Laboratorium Kedokteran telah menemukan peran untuk sebuah protein sel penting dalam mengantarkan RNA ke mitokondria, yang "memproduksi energi listrik" dari sel.  

Impor RNA kecil inti-disandikan menjadi mitokondria sangat penting untuk replikasi, transkripsi dan terjemahan dari genom mitokondria, tetapi mekanisme yang memberikan RNA ke dalam mitokondria tetap kurang dipahami.

Dalam penelitian ini, ilmuwan UCLA menunjukkan peran baru untuk sebuah protein yang disebut fosforilase polynucleotide (PNPASE) dalam mengatur impor RNA ke mitokondria. Mengurangi ekspresi PNPASE penurunan impor RNA, yang terganggu pemrosesan RNA genom-dikodekan mitokondria. Mengurangi pengolahan menghambat RNA terjemahan protein yang dibutuhkan untuk mempertahankan rantai transpor elektron yang menangani oksigen untuk menghasilkan energi dalam bentuk adenosin trifosfat, mata uang energi sel. Dengan PNPASE dikurangi, belum diproses akumulasi mitokondria RNA, translasi protein dihambat dan produksi energi itu terganggu, menyebabkan pertumbuhan sel terhenti.

Studi ini muncul 5 Agustus 2010, di peer-review jurnal Cell.

"Penemuan ini memberitahukan kita bahwa PNPASE mengatur produksi energi fungsi mitokondria melalui mediasi impor sitoplasma RNA," kata Dr Michael Teitell, seorang profesor patologi dan obat-obatan laboratorium, seorang peneliti Jonsson Cancer Center dan co-penulis senior studi tersebut. "Hasil panen studi wawasan baru untuk bagaimana sel fungsi pada tingkat yang sangat mendasar. Informasi ini menyediakan jalur baru yang potensial untuk mengendalikan produksi energi mitokondria dan mungkin dampak pertumbuhan sel, termasuk beberapa jenis sel kanker."

Mitokondria adalah digambarkan sebagai pembangkit listrik seluler karena mereka menghasilkan sebagian besar pasokan energi sel. Selain memberikan energi, mitokondria juga terlibat dalam berbagai proses selular lainnya, seperti sinyal, diferensiasi, kematian, kontrol siklus sel dan pertumbuhan.

Studi ini dapat memiliki implikasi untuk mempelajari dan mengobati kanker tertentu, yang bergantung pada energi sel untuk tumbuh dan menyebar, serta gangguan mitokondria seperti penyakit neuromuskular. Penelitian ini juga bisa menghasilkan cara-cara baru untuk berpikir tentang menyerang gangguan neurodegenerative, seperti Parkinson dan penyakit Alzheimer, yang baru-baru ini telah dikaitkan dengan fungsi mitokondria.

"Ketika kita berbicara tentang mencari cara untuk menyembuhkan kanker, kita perlu memahami secara mendasar apa yang membuat sel tumbuh dan mati dan mitokondria yang tepat di jantung masalah ini," kata Carla Koehler, seorang profesor kimia dan biokimia, Jonsson Pusat Kanker peneliti dan penulis senior co-penelitian. "Ini baru dan baru jalur untuk mengangkut RNA ke mitokondria adalah Shedding cahaya baru pada peran berkembang dan pentingnya fungsi mitokondria dalam fisiologi normal dan berbagai macam penyakit. Jika kita dapat mengerti bagaimana fungsi jalur ini dalam sel-sel sehat kita dapat berpotensi mengungkap cacat yang membantu mengubah sel normal menjadi sel kanker. "

PNPASE diidentifikasi pada tahun 2004 oleh Teitell dan timnya ketika mereka mencoba untuk menemukan protein yang berinteraksi dengan TCL1, sebuah gen kanker lymphoma-mempromosikan manusia yang telah digunakan untuk menghasilkan model genetik kanker limfosit. spektrometri Massa menemukan PNPASE, yang memiliki urutan tanda tangan yang menyarankan bahwa diselundupkan ke dan lokal dalam mitokondria sel.

Sekali lokal, Teitell, Koehler dan pasca-doktoral sesama Geng Wang mengalihkan perhatian mereka dengan fungsi PNPASE, yang menghasilkan hasil yang tak terduga melaporkan dalam penelitian ini. Sebelum penemuan mereka, itu tidak tahu apa jalur yang digunakan untuk mendapatkan RNA ke mitokondria. PNPASE menengahi pergerakan RNA dari sitoplasma sel, area sel tertutup oleh selaput sel, ke dalam matriks mitokondria, dimana genom mitokondria berada. Protein yang bertindak sebagai reseptor dan mengikat RNA sitoplasmik yang memiliki urutan batang-loop signature tertentu, mediasi impor, Teitell kata.

Tanpa ini impor RNA, sel tidak memiliki mesin untuk merakit sumber energi mitokondria itu, kata Koehler.

"Sel akan kehilangan sebagian besar kemampuannya untuk membuat energi," katanya. "Ini akan menjadi lumpuh. Mitokondria adalah fantastis kompleks dan penelitian kami menunjukkan jalur lain seluler di mana pembangkit ini kecil tapi sangat penting berpartisipasi dalam kegiatan-kegiatan sel penting, seperti generasi energi penting bagi kehidupan."

Penelitian ini didanai oleh National Institutes of Health, California Institute untuk Regenerative Medicine, American Heart Association, Leukemia & Lymphoma Society dan Nanomedicine NIH Roadmap Grant.