셀룰러 발전소의 내부 작동에 대한 독특한 통찰력

셀룰러 발전소의 내부 작동에 대한 독특한 통찰력
날짜:
2022년 6월 8일
원천:
카롤린스카 연구소
요약:
연구자들은 고급 현미경 기술을 사용하여 세포의 발전소인 미토콘드리아가 단백질을 형성하는 데 사용하는 기계를 전례 없이 자세하게 시각화했습니다. 이번 결과는 앞으로 더욱 구체적인 항생제와 항암제에 대한 기대감을 높인다.

스웨덴의 Karolinska Institutet와 Stockholm University의 연구원들은 고급 현미경 기술을 사용하여 세포의 발전소인 미토콘드리아가 단백질을 형성하는 데 사용하는 기계를 전례 없이 자세하게 시각화했습니다. 네이처 에 실린 이번 결과 는 앞으로 더욱 구체적인 항생제와 항암제에 대한 기대감을 높이고 있다.

미토콘드리아는 우리 음식에 잠겨 있는 에너지를 세포를 위한 기능적 "에너지 통화"로 변환하는 세포의 발전소입니다. 그들은 또한 리보솜이라고 하는 자체 단백질 합성 공장을 가지고 있는데, 이 공장은 세포질에서 발견되는 것과 다른 모양을 가지고 있습니다. 그러나 지금까지 미토콘드리아 리보솜이 어떻게 생성되는지에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다.

이번 연구의 공동 제1저자인 카롤린스카 연구소(Karolinska Institutet) 의료 생화학 및 생물 물리학과의 박사후 연구원인 Anas Khawaya는 "우리는 미토리보솜 대형 소단위 어셈블리의 단일 스냅샷을 얻기를 희망했지만 우리 데이터에서 훨씬 더 예상치 못한 놀라움이 드러났습니다."라고 말했습니다. "이러한 관찰은 미토리보솜 조립과 미토콘드리아 기능의 다른 측면 사이의 완전한 누화를 발견할 수 있는 기회를 제공합니다."

극저온 전자 현미경이라는 기술을 사용하여 연구자들은 리보솜을 제조하는 복잡한 기계의 중요한 핵심 역할을 묘사할 수 있었습니다. 한 가지 발견은 리보솜 결합 인자 A(RBFA)라는 구성 요소가 이 과정을 조정한다는 것입니다. 리보솜은 햄버거 빵과 달리 두 개의 반으로 이루어져 있습니다. 연구원들의 분석에 따르면 mS37이라는 단백질은 이 두 부분이 결합될 수 있고 단백질 합성을 시작할 준비가 되었다는 신호를 보냅니다.

임상 잠재력

결과는 기본적인 세포 생물학 연구의 한 예이지만 새로운 지식은 더 표적화된 항생제와 같은 의학적 발전을 일으킬 수도 있습니다. 미토콘드리아는 박테리아와 유사하며 현재 박테리아의 단백질 형성 능력을 공격하는 항생제도 우리의 미토콘드리아에 영향을 미칩니다.

"박테리아 및 세포질 번역의 메커니즘은 수십 년 동안 연구되어 왔지만, 우리는 이제 미토콘드리아가 단백질을 생성하는 방법을 밝히기 시작했습니다."라고 Karolinska Institutet 의학 생화학 및 생물 물리학과의 수석 연구원이자 그룹 리더인 Joanna Rorbach가 말했습니다. "박테리아와 미토콘드리아가 리보솜을 생성하는 방식의 차이점을 이해하면 더 우수하고 표적화된 항생제를 설계할 수 있습니다."

이 연구는 스톡홀름 대학의 생화학 및 생물 물리학과의 Alexey Amunts 및 그의 연구 그룹과 함께 Joanna Rorbach가 주도했습니다.

암은 또 다른 미래의 표적입니다. 건강한 세포와 ​​달리 암세포는 빠르게 성장하고 자주 분열하며, 많은 수의 새로운 단백질을 형성해야 합니다.

"한 가지 가능한 접근법은 암세포의 미토콘드리아 리보솜을 능동적으로 억제하는 것입니다."라고 Joanna Rorbach는 말합니다.