Pegando carona: revelado o sistema de transporte de mRNA nas células cerebrais

Resumo: Os pesquisadores fizeram avanços significativos na compreensão de como o mRNA é distribuído nas células cerebrais. Eles descobriram que um complexo proteico chamado FERRY ajuda os endossomos iniciais (EEs) a transportar mRNAs para partes distantes do neurônio.

Usando microscopia crioeletrônica, eles elucidaram a estrutura do FERRY e como ele se liga aos mRNAs. Estas descobertas poderiam aprofundar a nossa compreensão dos distúrbios neurológicos causados ​​pela falha no transporte de mRNA.

Principais fatos:

Fonte:Instituto Max Planck

Equipes dos Institutos MPI em Dresden, Dortmund, Frankfurt am Main e Göttingen uniram forças para obter a primeira evidência de um complexo proteico responsável pelo transporte de RNA mensageiro nos neurônios.

Tão perto e tão longe!

“Essas publicações proporcionam um grande avanço para elucidar os mecanismos subjacentes à distribuição do mRNA nas células cerebrais”, diz Marino Zerial. As células produzem proteínas vitais usando mRNA como modelo e ribossomos como impressoras 3D.

“No entanto, as células cerebrais têm um desafio logístico a superar: uma forma semelhante a uma árvore com galhos que podem se estender por centímetros no cérebro.

“Isso implica que milhares de mRNAs precisam ser transportados para longe do núcleo, assemelhando-se ao esforço logístico de abastecer adequadamente os supermercados de um país inteiro”, diz Jan Schuhmacher, primeiro autor do estudo.

Até agora, os pesquisadores atribuíram o papel de transportador a compartimentos esféricos dentro da célula, chamados Endossomas Tardios. No entanto, os cientistas do MPI argumentam que uma forma diferente de compartimentos, chamados Endossomos Precoces (EEs), também são adequados como transportadores de mRNA, devido à sua capacidade de viajar em ambas as direções ao longo de redes rodoviárias intracelulares.

Na primeira publicação, liderada por Marino Zerial do MPI em Dresden, os cientistas descobriram a função de um complexo proteico que chamaram de FERRY (Five-subunit Endosomal Rab5 e RNA/ribossomo intermediárioY).

Nos neurônios, o FERRY está ligado aos EEs e funciona de forma semelhante a uma cinta de amarração durante o transporte: ele interage diretamente com o mRNA e o mantém nos EEs, que se tornam transportadores logísticos para o transporte e distribuição de mRNA nas células cerebrais.

Detalhes complexos

Mas como o FERRY se liga ao mRNA? É aí que entra em jogo o grupo de Stefan Raunser do MPI Dortmund.

Na segunda publicação, Dennis Quentin et al. usaram microscopia crioeletrônica (crio-EM) para inferir a estrutura de FERRY e as características moleculares que permitem que o complexo se ligue a EEs e mRNAs.

O novo modelo atômico 3D de FERRY, com resolução de 4 Ångstroms, mostra um novo modo de ligação ao RNA, que envolve domínios de espiral enrolada. Os cientistas também explicaram como algumas mutações genéticas afetam a capacidade do FERRY de ligar o mRNA, levando assim a distúrbios neurológicos.

“Nossa pesquisa estabelece as bases para uma compreensão mais abrangente dos distúrbios neurológicos causados ​​por uma falha no transporte ou distribuição de mRNA, que também pode levar à identificação de alvos terapeuticamente relevantes”, diz Raunser.

Autor:Johann JarzombekFonte:Instituto Max PlanckContato:Johann Jarzombek – Instituto Max PlanckImagem:A imagem é creditada ao Neuroscience News

Pesquisa original: Acesso aberto. “Base estrutural da ligação de mRNA pelo complexo efetor humano FERRY Rab5” por Stefan Raunser et al. Célula Molecular

Abstrato

Base estrutural da ligação do mRNA pelo complexo efetor humano FERRY Rab5

O complexo efetor pentamérico FERRY Rab5 é uma ligação molecular entre o mRNA e os endossomos iniciais na distribuição intracelular do mRNA.

Aqui, determinamos a estrutura crio-EM do FERRY humano. Ele revela uma arquitetura única em forma de grampo que não tem nenhuma semelhança com qualquer estrutura conhecida de efetores Rab.

Uma combinação de estudos funcionais e mutacionais revela que, embora a bobina enrolada C-terminal Fy-2 atue como região de ligação para Fy-1/3 e Rab5, ambas as bobinas enroladas e Fy-5 concordam para se ligar ao mRNA.