Взгляд на формирование миторибосомы

Исследователи под руководством Алексея Амунтса совместно с учёными из Чешской академии наук сообщили об обнаружении промежуточного продукта сборки рибосомы в митохондриях. Он выявил 22 ассоциированных фактора, кооперативно организующих процесс биогенеза.

Митохондриальная рибосома — это сложная машина, которая транслирует геном органеллы в функциональные белки. Формирование митохондриальной рибосомы представляет собой иерархический процесс с участием десятков различных компонентов. Новое крио-ЭМ исследование Tobiasson et al в EMBO Journal охарактеризовало ключевой этап этого процесса.

Комплекс массой 2.2 МегаДальтон, представляющий редкое состояние сборки большой субъединицы, был выделен из модельного организма Trypanosoma brucei. Поскольку это состояние было идентифицировано только у 3.5 % комплексов, потребовалось собрать и объединить пять наборов крио-ЭМ данных на установках SciLifeLab и ESRF в Гренобле.

Полученная структура показала, что факторы сборки образуют сеть, простирающуюся на расстояние 18 нанометров и защищающую чувствительное рибосомное ядро, состоящее из менее стабильных нуклеиновых кислот. Сеть предназначена для соединения всех функциональных областей на большой субъединице миторибосомы для их коррелированного созревания.

Филогенетический анализ также показал, что большинство вновь идентифицированных факторов сборки существуют и у человека, поэтому выявленные характеристики представляют общие принципы. Однако неожиданным открытием стало то, что некоторые из этих факторов, по-видимому, утратили свою активность. Несмотря на деактивацию, они всё ещё вносят вклад в качестве структурных посредников для стабилизации функционально активных партнёров на ядре миторибосомы. Сохранение деактивированных факторов подразумевает механизм эволюционного сохранения последовательной сборки.

Работа демонстрирует, как структурный подход к изучению стабилизированных промежуточных продуктов важен для понимания динамических макромолекулярных процессов, которые могут быть экстраполированы на аналогичные метаболические пути у человека и дают эволюционное понимание.