Hur mitokondrier bygger sina proteinfabriker
I en studie publicerad i Nature Communications har forskare vid Karolinska Institutet kartlagt viktiga steg i hur den mitokondriella ribosomen sätts samman, vilket ger nya ledtrådar till hur brister i denna process kan leda till sjukdom.
Mitokondrier är kända som cellens kraftverk och omvandlar näringsämnen till energi. För att göra detta är de beroende av sin egen proteinproducerande maskin, mitoribosomen. En ny studie visar nu hur den lilla subenheten i denna maskin sätts samman i mänskliga celler och avslöjar tidigare okända steg och faktorer i processen.
Med hjälp av avancerad kryoelektronmikroskopi fångade forskarna en serie strukturella ögonblicksbilder som visar hur olika delar av den mitokondriella lilla ribosomala subenheten mognar. Resultaten tyder på att sammanfogningen inte är en enkel steg-för-steg-sekvens, utan en flexibel och koordinerad process där olika regioner utvecklas parallellt.
−Vi ville förstå hur de sista stegen i sammanfogningen av den mitokondriella lilla ribosomala subenheten kontrolleras. Vad vi fann är att processen inte följer en enkel linjär väg, utan är en modulär och dynamisk mognadsprocess där flera faktorer verkar vid specifika strukturella kontrollpunkter, säger Anas Khawaja, medkorresponderande författare vid Institutionen för medicinsk biokemi och biofysik, Karolinska Institutet.
Kan ge upphov till framtida behandlingsmål
Arbetet visar hur fel i uppbyggnaden av mitoribosomen kan försämra energiproduktionen, särskilt i vävnader med högt energibehov som hjärnan, hjärtat och musklerna.
Studien identifierar två proteiner, PUS1 och mtIF2, som viktiga för montering av mitoribosomen. PUS1 var tidigare främst känt för sin roll i RNA-modifiering, men forskarna visar nu att det även hjälper till att stabilisera ett centralt område i ribosomalt RNA. Detta område ingår i avkodningscentrumet, där genetisk information läses av under proteinsyntesen.
Mutationer i PUS1 har kopplats till MLASA, en sällsynt mitokondriell sjukdom som påverkar muskler och ämnesomsättning. Genom att klargöra hur PUS1 fungerar vid ribosommontering kan de nya resultaten hjälpa till att förklara hur sådana mutationer stör cellens energiproduktion.
− Våra strukturer ger en mer detaljerad modell för hur mitokondriella ribosomer bildas och blir funktionella, och att förstå dessa mekanismer är viktigt eftersom mitokondriell proteinsyntes är central för energimetabolismen och kan ge upphov till mål för framtida behandlingar, säger Anas Khawaja.
Publikation
”Pseudouridine synthase PUS1 and initiation factor mtIF2 are human mitoribosomal small subunit assembly factors”. Vivek Singh, Dmitrii Shiriaev, Lorina Bilalli, Anas Khawaja, Joanna Rorbach
Nature Communications, online 24 June 2026 DOI: 10.1038/s41467-026-74700-x