תגלית חדשה חושפת כיצד תאים מגנים על עצמם במצבי לחץ

גרגירי סטרס ממלאים תפקיד מכריע בתגובת הלחץ, הנובעת מהצטברות של mRNA וחלבונים שאינם מתרגמים. למרות שקיים ידע משמעותי על גרגירי מתח, המנגנונים מאחורי לוקליזציה של ה-mRNA שלהם נותרו מובנים חלקית. שינויים ב-mRNA יכולים לשנות את המאפיינים של הנוקלאובסיסים, ולהשפיע על תהליכי מפתח כמו תרגום, שחבור ומיקום של תמלילים ספציפיים.

החוקרים מראים כי RNA שינוי N4-acetylcytidine (ac4C) על mRNA מתחבר לתמלילים המועשרים בגרגירי סטרס ותמלילים מקומיים של גרגירי סטרס עם ac4C מווסתים באופן ספציפי מבחינה תרגום.

הם גם מראים ש-ac4C על mRNA יכול לתווך את הלוקליזציה של חלבונים לגרגירי לחץ. התוצאות שלהם מצביעות על כך שאצטילציה של mRNA מווסתת את הלוקליזציה של תמלילים רגישים ללחץ וגם של חלבונים קושרים ל-RNA לגרגרי לחץ ומוסיפה להבנתנו את המנגנונים המולקולריים האחראים ליצירת גרגירי מתח.

היווצרות גרגירי מתח ושינויי RNA

גרגירי מאמץ הם מכלולים נטולי ממברנה של קומפלקסים של mRNA-חלבון הנובעים מ-mRNA תקועים בתחילת התרגום. קומפלקסים של RNA-חלבון חשובים להיווצרותם והמנגנונים המקדמים יצירת גרגירי מתח כוללים הן אינטראקציות קונבנציונליות של RNA-חלבון והן אינטראקציות המקיפות אזורים מופרעים מהותית של חלבונים.

גרגירי מאמץ נחקרו בהרחבה, וידוע היטב שהם נוצרים כאשר התחלת התרגום מוגבלת הוצעו מגוון תפקידים עבור גרגרי מאמץ בתוך התא. בעוד שניתן לווסת הרכבה ופירוק של גרגירי מתח על ידי שינויים שונים לאחר תרגום, ההשפעה של שינויים ב-RNA על היווצרותם, פיזורם ותפקודם נותרה במידה רבה לא ברורה.

השפעת ac4C על גרגירי מתח ותגובת מתח סלולרית

לאחרונה הוכח כי שינוי ה-RNA N4-acetylcytidine (ac4C) מופקד על mRNA ומווסת את יעילות התרגום. ac4C נשמר בכל ממלכות החיים ונגרם על ידי מספר מתחים שונים. ac4C נמצא פחות בשפע משינויי RNA אחרים ב-mRNA ובשל קשיים במיפוי מדויק וכמותי תפקידו והתרחשותו ב-mRNA נותרו שנויים במחלוקת.

החוקרים מראים בפרסומם ש-ac4C מועשר בגרגרי סטרס ושתמלילים אצטילטים ממוקמים בעיקר לגרגרי סטרס בתגובה ללחץ חמצוני, ומציעים מודל שבו אצטילציה של RNA יכולה להשפיע על לוקליזציה של mRNA לגרגרי סטרס, בין השאר על ידי השפעה על הטרנסלציה. שחרור של mRNA מהריבוזום, מתן תובנה חדשה הן לתפקוד והן להשלכות של אצטילציה של mRNA ומנגנון של לוקליזציה של RNA לגרגירי לחץ.

הממצאים יקדמו את ההבנה כיצד התאים מגיבים ללחץ ואיזה תפקיד ממלאים שינויים ב-RNA בתהליך. גם לסטרס וגם לאצטילציה של RNA יש השלכות על מחלה והממצאים שלהם יכולים לעזור לשפוך אור על מסלולים מולקולריים רלוונטיים שיכולים להיות ממוקדים במחלה.

הפרויקט הובל על ידי המעבדה של Ulf AV Ørom ב אוניברסיטת ארהוס בדנמרק, והמחקר כלל שיתוף פעולה עם חוקרים מאוניברסיטת טרטו, האוניברסיטה הטכנית הנורבגית וממכון מקס פלנק לגנטיקה מולקולרית בברלין.