Ride-on vinculante: el sistema de transporte de ARNm se ha descubierto en las células cerebrales

resumen: Los investigadores han logrado grandes avances en la comprensión de cómo se distribuye el ARNm en las células cerebrales. Descubrieron que un complejo de proteínas llamado FERRY ayuda a los endosomas tempranos (EE) a transportar ARNm a partes distantes de las neuronas.

Usando microscopía electrónica criogénica, mostraron la estructura de FERRY y cómo se une a los ARNm. Estos hallazgos podrían profundizar nuestra comprensión de los trastornos neurológicos causados ​​por fallas en la transferencia de ARNm.

Hechos clave:

1. Descubierto por los científicos del MPI, el complejo proteico FERRY ha sido identificado como un componente crítico de la transmisión del ARNm dentro de las células cerebrales.
2. Anteriormente subestimados, los endosomas tempranos (EE) juegan un papel fundamental en la distribución del ARNm al actuar como transportadores de ARNm, con la ayuda de FERRY.
3. Usando microscopía crioelectrónica, los investigadores revelaron la estructura compleja de FERRY y su nueva vía de unión al ARN que está implicada en ciertos trastornos neurológicos.

fuente: Instituto Max Planck

Equipos de los institutos MPI de Dresden, Dortmund, Frankfurt am Main y Göttingen unen sus fuerzas para obtener la primera evidencia de un complejo proteico implicado en la transmisión del ARN mensajero en las neuronas..

¡Lejos, tan cerca!

«Estas publicaciones proporcionan un gran avance en la aclaración de los mecanismos que subyacen a la distribución del ARNm en las células cerebrales», dice Marino Zerial. Las células producen proteínas vitales utilizando ARNm como modelo y ribosomas como impresoras 3D.

Sin embargo, las células cerebrales tienen un desafío logístico que superar: una forma de árbol con ramas que pueden extenderse por centímetros en el cerebro.

“Esto significa que miles de ARNm tendrían que ser transportados lejos del núcleo, algo así como un esfuerzo logístico para abastecer adecuadamente a los supermercados de todo un país”, dice Jan Schumacher, primer autor del estudio.

Hasta ahora, los investigadores han atribuido el papel del transportador a compartimentos esféricos dentro de la célula, llamados endosomas latentes. Sin embargo, los científicos de MPI argumentan que una forma diferente de compartimentos, llamados endosomas tempranos (EE), también son adecuados como transportadores de ARNm, debido a su capacidad para viajar en ambas direcciones a lo largo de las redes de carreteras intracelulares.

En la primera publicación, dirigida por Marino Zerial de MPI en Dresden, los científicos descubrieron la función de un complejo proteico al que llamaron FERRY (cinco subunidades Rab5 endosomales y ARN/ribosoma intermediario).

En las neuronas, FERRY se une a los EE y actúa de forma similar a un cinturón de conexión durante la transmisión: interactúa directamente con el ARNm y lo transporta a los EE, que se convierten así en transportadores logísticos para el transporte y la distribución del ARNm en las células cerebrales.

detalles intrincados

Pero, ¿cómo se relaciona FERRY con el ARNm? Fue entonces cuando entró en juego el kit de Stefan Raunser de MPI Dortmund.

En la segunda publicación, Denise Quentin et al. Se utilizó microscopía crioelectrónica (crio-EM) para inferir la estructura y las características moleculares de FERRY que permiten que el compuesto se una tanto a EE como a ARNm.

El nuevo modelo atómico 3D de FERRY, con una resolución de 4 Ångstroms, muestra un nuevo modo de unión al ARN, que incluye dominios enrollados. Los científicos también han explicado cómo ciertas mutaciones genéticas afectan la capacidad de FERRY para unirse al ARNm, lo que provoca trastornos neurológicos.

«Nuestra investigación sienta las bases para una comprensión más completa de los trastornos neurológicos causados ​​por fallas en el transporte o la distribución del ARNm, lo que también puede conducir a la identificación de objetivos terapéuticamente relevantes», dice Raunser.

Sobre esta noticia de genética y neurociencia

autor: johann jarzombek
fuente: Instituto Max Planck
comunicación: Johann Jarzombek – Instituto Max Planck
imagen: Imagen acreditada a Neuroscience News

Búsqueda original: acceso abierto.
«Base estructural para la unión del ARNm por el complejo efector humano FERRY Rab5Por Stephan Raunser et al. célula molecular

un resumen

Base estructural para la unión del ARNm por el complejo efector humano FERRY Rab5

Reflejos

• Ferry se une al ARNm a los endosomas tempranos en el transporte de largo alcance de las transcripciones
• Estructura única similar a una sinapsis del complejo efector pentamérico FERRY Rab5
• La compleja interfaz de unión al ARN incluye principalmente los dominios enrollados flexibles de Fy-2
• Las mutaciones asociadas con el trastorno neuronal afectan la combinación de Rab5 y FERRY

resumen

El complejo efector de pentasa Rab5 de FERRY es un vínculo molecular entre el ARNm y los endosomas tempranos en la distribución del ARNm intracelular.

Aquí, definimos la arquitectura humana cryo-EM. Revela una estructura similar a una sinapsis única a diferencia de cualquier estructura conocida de los efectores Rab.

Una combinación de estudios funcionales y mutacionales revela que, si bien la bobina en espiral C-terminal de Fy-2 sirve como una región de unión para Fy-1/3 y Rab5, tanto la bobina en espiral como Fy-5 acuerdan unirse al ARNm.

Las mutaciones que causan el truncamiento de Fy-2 en pacientes con trastornos neurológicos alteran la unión de Rab5 o el ensamblaje del complejo FERRY. Por lo tanto, Fy-2 actúa como un centro de unión que conecta las cinco subunidades complejas y media la unión del ARNm y la internalización temprana a través de Rab5.

Nuestro estudio proporciona información mecanicista sobre el transporte de ARNm a larga distancia y demuestra que la estructura especial de FERRY está estrechamente relacionada con un modo de unión de ARN no descrito anteriormente, que incluye dominios de bobina enrollada.