Celler kan producera specialiserade proteinfabriker under stress

En etablerad dogm inom biologisk forskning har länge varit att cellens proteinfabrik, ribosomen, fungerar på samma sätt i alla celler och under alla förhållanden. I en internationell studie med medverkande från Weill Cornell Medicine och Uppsala universitet som idag publiceras i tidskriften Cell Reports visar forskarna att det är en sanning som inte längre håller.

En stor del av cellers funktion kontrolleras av proteiner. De bildas inne i cellerna i speciella proteinfabriker som kallas ribosomer. Olika sorters celler, till exempel i olika vävnader, behöver olika sorters proteiner och cellerna har flera sätt att reglera vilka proteiner som bildas. Däremot har det länge varit en vetenskaplig ”sanning” att just ribosomerna ser ut och fungerar på samma sätt i alla sorters celler och under alla förhållanden.

Denna sanning håller nu på att ifrågasättas och i den aktuella artikeln visar forskarna att E. coli-bakterier kan bilda specialiserade ribosomer som påverkar vilka proteiner som produceras.

– Vi utsatte bakterierna för stress genom att minska tillgången på näring och såg att det då bildades mer av en viss typ av ribosom. Vi kunde också koppla ökningen av den sortens ribosom till aktivering av cellernas generella stressrespons, säger Theresa Vincent, forskargruppsledare vid institutionen för immunologi, genetik och patologi, som handlett forskningsstudien tillsammans med professor Scott Blanchard vid Weill Cornell Medicine i New York.

En ribosom består av ett stort antal olika molekyler som alla bildas genom avläsning av gener som finns inne i cellen. I studien kunde forskarna visa att det är variationer i DNA-sekvensen i en av dessa gener som ger upphov till de specialiserade ribosomerna.

– Våra resultat stödjer att det finns specialiserade ribosomer, att de har sitt ursprung i cellernas arvsmassa och att de kan reglera genaktivitet och produktion av proteiner. Eftersom man tidigare trott att ribosomerna har en passiv roll då proteinerna bildas har deras betydelse för till exempel sjukdomar inte undersökts. Men det finns specialiserade ribosomer även i djurceller och det är angeläget att studera om och hur genvariationerna som ligger bakom dessa ribosomer påverkar cellernas funktion, säger Theresa Vincent.

För mer information kontakta:
Theresa Vincent, e-post: theresa.vincent@igp.uu.se tel: +1-3478039171.

http://www.igp.uu.se/forskning/neuroonkologi/theresa-vincent/

Chad M. Kurylo, Matthew M. Parks, Manuel F. Juette, Boris Zinshteyn, Roger B. Altman, Jordana K. Thibado, C. Theresa Vincent, Scott C. Blanchard (2018) Endogenous rRNA Sequence Variation Can Regulate Stress Response Gene Expression and Phenotype, Cell Reports, Open Access, DOI: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.08.093