Międzynarodowe konsorcjum badawcze z udziałem naukowców z Polski odkryło, że rybosomy organizmów żyjących w ekstremalnie wysokich temperaturach zachowują integralność strukturalną swoich makrocząsteczek dzięki dynamicznej regulacji specyficznych modyfikacji RNA. Wyniki opublikowało czasopismo „Cell”.
Obok zespołów z Izraela, Niemiec, USA, Francji, Japonii, Chin, Austrii w badaniach uczestniczyli także naukowcy z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Prace były koordynowane i prowadzone przez Schragę Schwarza oraz Moran Shalev-Benami z Instytutu Weizmanna.
Polski zespół, kierowany przez dr. hab. Sebastiana Glatta, wykorzystał swoją niedawno opracowaną metodę, nazwaną DyRNA Thermometry. Posłużyła ona potwierdzeniu za pomocą oczyszczonych komponentów RNA efektów obserwowanych in vivo przez innych badaczy. Metoda ta, stworzona przez dr. Jakuba Nowaka, umożliwia wyjątkowo precyzyjne monitorowanie zmian konformacyjnych RNA w funkcji temperatury i warunków otoczenia, wykorzystując temperaturowo zależne zmiany intensywności fluorescencji. Korzystając z tej techniki, badacze wykazali, że chemiczne modyfikacje rybosomalnego RNA, takie jak metylacja (m⁵C) i acetylacja (ac⁴C), działają synergistycznie, zwiększając stabilność określonych regionów RNA. Odkrycie dostarcza bezpośrednich dowodów eksperymentalnych na to, że lokalna stabilizacja konformacyjna poprzez modyfikacje RNA stanowi kluczowy mechanizm utrzymania równowagi strukturalnej i funkcjonalnej rybosomów w podwyższonych temperaturach.
Metoda DyRNA Thermometry pozwala na bezpośredni oraz lokalny pomiar stabilności RNA, umożliwiając nam śledzenie, w jaki sposób konkretne modyfikacje chemiczne wpływają na równowagę strukturalną RNA. Ta precyzja pozwala wykrywać subtelne zmiany, które są kluczowe dla zachowania prawidłowej konformacji cząsteczki – wyjaśnia dr Nowak.
Z kolei szef zespołu, S. Glatt, dodaje:
To wyraźny przykład tego, jak integracja podejść biochemicznych, strukturalnych i biofizycznych pomaga nam zrozumieć, w jaki sposób RNA zachowuje swoją funkcję w ekstremalnych warunkach. Modyfikacje RNA działają jako regulatory stabilności konformacyjnej, pozwalając cząsteczce zachować poprawną architekturę nawet przy znaczących wahaniach temperatury.
Eksperymenty wykonano w niedawno utworzonej Pracowni Charakterystyki Makrocząsteczek w MCB UJ. Projekt został sfinansowany z grantu ERC Starting. Wyniki badań opublikowało czasopismo „Cell”.
MK, źródło: MCB UJ