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Tipp Der Redaktion - 2019

Schlüsselspieler im Zellstoffwechsel identifiziert

Anonim

Forscher des Genomic Instability and Cancer Laboratory am Institut für Forschung in Biomedizin (IRB Barcelona) haben eine Schlüsselrolle für EXD2 bei der Proteinproduktion in den Mitochondrien, den Zellorganellen, die für den Großteil der Energieerzeugung verantwortlich sind, identifiziert.

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"Wir haben umfangreiche Beweise dafür geliefert, dass EXD2 ein mitochondriales Protein ist und dass seine Hauptfunktion darin besteht, die Produktion von Proteinen in den Mitochondrien zu erleichtern", erklärt Travis H. Stracker, Leiter des Labors.

Diese Arbeit stellt die Interpretation früherer Studien in Frage, die nahelegen, dass EXD2 eine DNA-Reparaturfunktion im Zellkern durchführt. "An dieser Stelle können wir jedoch andere mögliche Funktionen nicht ausschließen", erklärt Stracker.

Die Studie, die in Nature Cell Biology veröffentlicht wurde, präsentiert die Ergebnisse eines kollaborativen multidisziplinären Ansatzes, der modernste Proteomik, Metabolomik, Biochemie, Zellbiologie und die Entwicklung der Fruchtfliege Drosophila melanogaster nutzt, um die Funktion von EXD2 zu bestimmen.

Den Energieproduktionsprozess aufräumen

Die Wissenschaftler identifizierten das mitochondriale Ribosom (oder Mitoribosom), die zelluläre Maschine, die für die Proteinproduktion in den Mitochondrien benötigt wird, als Hauptinteraktor von EXD2. "EXD2 zielt auf Boten-RNA ab, um das Mitoribosom" sauber "zu halten, bis es reif und bereit ist, Proteine ​​zu produzieren. In Abwesenheit von EXD2 sind Zellen für die mitochondriale Proteinproduktion stark defekt", erklärt Joana Silva, Erstautorin der Studie und ehemalige Doktorandin Student des Genomic Instability and Cancer Laboratory.

Die Rolle von EXD2 im Mitoribosom ist entscheidend für die Unterdrückung der Entstehung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS), die durch mitochondriale Defekte entstehen können, und erleichtert die normale Entwicklung von Drosophila. Fliegen ohne EXD2 zeigten erhöhte ROS-Spiegel, verzögerte Entwicklung und verminderte Fruchtbarkeit.

"Die Ergebnisse unterstreichen die Komplexität der mitochondrialen Proteinproduktion und zeigen, dass noch viele Regulationsebenen aufgeklärt werden müssen", sagt Stracker.

Mögliches Ziel für Stoffwechselstörungen und Krebstherapie

Diese Studien können Auswirkungen auf das Verständnis und die Behandlung von Stoffwechselstörungen wie Diabetes und Krebs haben. In Bezug auf letzteres wurde in den letzten Jahren die Bedeutung der mitochondrialen Energieerzeugung in Tumoren erneut untersucht, und die Hemmung der Proteinproduktion wurde von vielen Gruppen als therapeutisches Ziel vorgeschlagen.

Da EXD2 ein Enzym ist, das für die mitochondriale Translation benötigt wird, ist es möglich, dass es eine antitumorale Wirkung hat, was in zukünftigen Experimenten getestet wird.

Diese Studie wurde vom Ministerium für Wirtschaft, Industrie und Wettbewerb (MINECO) sowie von der Finnischen Kulturgesellschaft und der Fundação para a Ciência ea Tecnologia unterstützt, die die Thesen der ersten beiden Autoren finanziert haben.

Die Arbeit wurde in Zusammenarbeit mit mehreren anderen Labors durchgeführt, die wichtige Beiträge leisteten, darunter Aidan Doherty an der Universität von Sussex, Brian Raught an der Universität von Toronto, Oscar Yanes an der Universität Rovira i Virgili und Andreu Casali und Lluís Ribas de Pouplana an der Universität von IRB Barcelona.

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Geschichte Quelle:

Materialien zur Verfügung gestellt von Institut für Forschung in Biomedizin-IRB . Hinweis: Der Inhalt kann für Stil und Länge bearbeitet werden.


Zeitschriftenreferenz :

  1. Joana Silva, Suvi Aivio, Philip A. Knobel, Laura J. Bailey, Andreu Casali, Maria Vinaixa, Isabel Garcia-Cao, Étienne Coyaud, Alexis A. Jourdain, Pablo Pérez-Ferreros, Ana M. Rojas, Albert Antolin-Fontes, Sara Samino-Gené, Brian Rugged, Acaimo González-Reyes, Lluís Ribas de Pouplana, Aidan J. Doherty, Oscar Yanes, Travis H. Stracker. EXD2 regelt die Homöostase und Lebensdauer von Keimzellen durch Förderung der Integrität und Translation von Mitoribosomen . Nature Cell Biology, 2018; DOI: 10.1038 / s41556-017-0016-9