Мутация рибосомного белка в сердце и скелетных мышцах приводит к нарушению сердечной сократимости у мышей.
Группа исследователей обнаружила, что мутация в рибосомном белке, обнаруженном именно в сердце и скелетных мышцах, приводит к нарушению сердечной сократимости у мышей.
Было обнаружено, что мутация замедляет скорость трансляции мРНК, что приводит к столкновению рибосом и вызывает аномалии сворачивания белков . Затем аномальные белки будут выявляться и разрушаться системой контроля качества клетки. Более того, в то время как дефицит рибосомного белка , известного как RPL3L, изменял динамику трансляции для всей ткани, его эффекты были наиболее выражены для белков, связанных с сокращением сердечной мышцы.
Исследование, опубликованное в Nature Communications , проливает новый свет на динамику такой фундаментальной молекулы, как рибосома . Кроме того, поскольку дефицит гена RPL3L был обнаружен у людей с кардиомиопатией и фибрилляцией предсердий , команда надеется, что их новые результаты могут привести к лечению в будущем.
Чтобы клетки производили белки и молекулы, обеспечивающие функционирование организма, ДНК транскрибируется в информационную РНК или мРНК, которая затем используется в качестве схемы для связывания аминокислот и построения белка. В основе процесса построения белка лежит рибосома, которая считывает мРНК и переводит этот код в белки.
Из-за своей основной функции рибосомы находятся во всех клетках, и считалось, что они в целом одинаковы. Однако недавние исследования выявили наличие различий в рибосомных структурах.
«Показано, что эти различия в структуре рибосом приводят к специфичности трансляции. Например, некоторые рибосомы лучше продуцируют белки, контролирующие метаболизм или клеточный цикл. Это новая концепция, называемая гетерогенностью рибосом», — объясняет Кейити И. Накаяма из Кюсю. Университетский медицинский институт биорегуляции, который руководил исследованием. «Мы предположили, что эта гетерогенность существует между тканями. После скрининга тканеспецифических рибосомных белков мы обнаружили один, который экспрессируется только в сердце и скелетных мышцах : RPL3L».
Чтобы выяснить функцию RPL3L, команда изучила сердца мышей с мутировавшим геном RPL3L. Как и ожидалось, эхокардиографический анализ показал, что у них снижена сократительная способность сердца. Следующим их шагом было изучение того, почему именно эта мутация привела к такому состоянию. Как оказалось, мутация RPL3L вызывала «трансляционную пробку» для белков, важных для правильной работы сердца.
«Мы обнаружили, что мутантный RPL3L задерживает трансляцию кодонов пролина и аланина на мРНК. Эта задержка приводит к столкновению рибосом, что приводит к неправильной укладке белков», — продолжает Накаяма. «Неправильно свернутые белки затем будут удалены из клетки системой контроля качества. Что еще более важно, многие неправильно свернутые белки участвуют в сердечном сокращении».
Команда надеется, что, углубляя наше понимание динамики трансляции рибосомы, такой как RPL3L, они смогут лучше понять, как ее генетические мутации , обнаруженные у пациентов с дилатационной кардиомиопатией и мерцательной аритмией, могут привести к сердечным заболеваниям.
«Каждый день мы развиваем новое понимание в области биологии и медицины, даже в таких фундаментальных областях, как рибосомы. Мне интересно посмотреть, что мы найдем дальше», — заключает Накаяма.
