FRANKFURT / LONDON (IT BOLTWISE) – Forscher am Max-Planck-Institut für Hirnforschung haben einen neuen Mechanismus entdeckt, wie Zellen unter Stressbedingungen überleben können. Inaktive Ribosomen bilden Paare, die durch ribosomale RNA verbunden sind, was eine schnelle Wiederaufnahme der Proteinproduktion ermöglicht.
In einer bahnbrechenden Studie haben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Hirnforschung in Frankfurt einen bisher unbekannten Mechanismus entdeckt, der Zellen hilft, unter Stressbedingungen zu überleben. Ribosomen, die als Proteinproduktionsstätten der Zelle fungieren, verbinden sich in inaktiven Zuständen zu Paaren, sogenannten Disomen. Diese Verbindung erfolgt nicht durch Proteine, sondern durch spezifische Abschnitte der ribosomalen RNA, die als Expansionssegmente bekannt sind.
Die Forschung zeigt, dass diese RNA-basierten Verbindungen eine regulierte und reversible Reaktion auf Stress darstellen. Unter Einsatz fortschrittlicher Bildgebungstechniken wie der kryogenen Elektronentomographie konnten die Forscher die Bildung dieser Ribosomenpaare direkt im Inneren intakter Zellen beobachten. Diese Technik ermöglicht eine dreidimensionale Darstellung gefrorener biologischer Proben in hoher Auflösung, was neue Einblicke in die zelluläre Organisation unter Stressbedingungen bietet.
Ein zentrales Element der Studie ist das Expansionssegment ES31Lb, das notwendig und ausreichend ist, um die Ribosomenpaarung zu vermitteln. Diese RNA-RNA-Wechselwirkung, bekannt als ‘Kissing Loop’, ist entscheidend für die Bildung der Disomen. Wird diese Wechselwirkung gestört, bleibt die Paarbildung aus, was das Zellwachstum beeinträchtigt und die Zellen anfälliger für Stress macht.
Die Entdeckung dieser Mechanismen eröffnet neue Perspektiven für das Verständnis der zellulären Stressreaktion und der Rolle der ribosomalen RNA. Indem Zellen ihre Ribosomen in inaktiven Paaren speichern, schützen sie diese energieintensiv hergestellten Maschinen und ermöglichen eine schnelle Wiederaufnahme der Proteinproduktion, sobald sich die Bedingungen verbessern. Diese Erkenntnisse könnten weitreichende Auswirkungen auf die Forschung zu Gesundheit und Krankheit haben, indem sie neue Ansätze zur Behandlung von stressbedingten Zellschäden bieten.
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