Estructura crio-EM de la proteína CPF. El estudio mostró que CPF se ensambla a partir de tres subunidades:Cft1 en verde, Yth1 en magenta y Pfs2 en amarillo. Crédito:A. Casañal &T. Martin en MRC LMB
La técnica de microscopía crioelectrónica, por la que el científico del MRC, el Dr. Richard Henderson, ganó un Premio Nobel a principios de este mes, ahora se ha utilizado para resolver la estructura de un complejo proteico crítico para la expresión génica.
En el papel, publicado en Science se abre en una ventana nueva, Los investigadores dicen que la estructura apunta a cómo el virus de la influenza humana puede alterar la maquinaria de expresión genética de las células.
El estudio, dirigido por la Dra. Lori Passmore abre en una nueva ventana del Laboratorio de Biología Molecular del MRC, es el primero en revelar la estructura de una parte importante de la proteína, llamado factor de escisión y poliadenilación (CPF).
CPF es una enzima compleja formada por muchas subunidades. La microscopía crioelectrónica ha revolucionado la capacidad de los científicos para descubrir la estructura de grandes proteínas flexibles y complejas como esta en su forma natural.
Dra. Lori Passmore, autor principal del artículo y líder de grupo en el MRC LMB, dijo:"Comprender la estructura y función de la CPF intacta, y como se ensambla, ha sido una cuestión central en el campo de la expresión génica durante décadas; es una proteína tan fundamental, pero aún no entendemos cómo funciona. Este fue un gran desafío técnico porque muy pocas estructuras se han construido completamente desde cero utilizando datos crio-EM. Estábamos muy emocionados de finalmente construir el primer modelo atómico de la estructura de parte de CPF ".
CPF le da a la expresión genética su cola
La expresión génica (convertir las instrucciones codificadas en el ADN en proteínas) requiere una serie de pasos importantes. Las enzimas copian el gen y producen una versión monocatenaria del ADN, llamado ARN mensajero (ARNm).
El ARNm puede viajar fuera del núcleo de la célula, donde se aloja el ADN, al citoplasma donde la maquinaria celular usa las instrucciones del ARNm para ensamblar una proteína.
La enzima CPF es una parte necesaria de este proceso:agrega una larga cadena de moléculas de adenosina, llamada 'cola poli-A', al final de cada nuevo ARNm.
Esta cola es importante porque la longitud de la cola especifica la cantidad de tiempo que el ARNm está presente en la célula, y con qué frecuencia se traduce en proteínas. La cola poli-A también es necesaria para que el ARNm sea transportado fuera del núcleo.
Crédito:Consejo de Investigación Médica
Dirigido por la influenza
Infecciones virales, como la influenza, apuntar al CPF dentro de la célula e interrumpir la expresión génica. Los investigadores identificaron un sitio en CPF donde una proteína del virus puede unirse de una manera que puede impedir que CPF interactúe con el ARNm. y de ese modo detener la expresión génica en la célula en beneficio del virus.
Los científicos dicen que esta estructura también les ayudará a comprender mejor cómo funciona el CPF y cómo los defectos en la adición de la cola poli-A contribuyen a las enfermedades, incluida la β-talasemia, trombofilia, y cáncer.
El Dr. Passmore dijo:"Este ha sido un proyecto a largo plazo en mi laboratorio y muchas personas han contribuido a él durante los últimos siete años. Todavía recuerdo haber visto las primeras imágenes de CPF en 2010. Ahora, tener la estructura de CPF permitirá futuras investigaciones sobre cómo funciona esta importante proteína en las células normales, pero también abre oportunidades para comprender su papel en las infecciones virales y enfermedades como el cáncer ".
