Ny studie avslöjar hur celler anpassar sig till näringsbrist
En ny studie från Karolinska Institutet har identifierat en mekanism som celler använder för att hantera näringsbrist. När näringstillgången är låg gör cellerna små förändringar i hur ribosomer – cellens proteinfabriker – läser av mRNA, de genetiska instruktionerna för att producera proteiner. Dessa förändringar leder till att felaktiga proteiner bildas och att mRNA bryts ner snabbare, vilket resulterar i en omfattande nedbrytning av RNA som därmed inte längre kan användas för proteinproduktion.
Forskargruppen, ledd av professor Vicente Pelechano vid institutionen för mikrobiologi, tumör- och cellbiologi, fann att denna anpassningsmekanism är bevarad hos bakterier, jäst och människor.
– Våra resultat avslöjar ett nytt sätt som celler hanterar sina genetiska instruktioner under stress, något som varit dolt i det öppna tills vi använde nya teknologier, säger Yujie Zhang, förstaförfattare till studien och postdoktor vid samma institution.
Nya insikter i cellers stressreaktioner
Studien använde en särskild sekvenseringsmetod kallad 5PSeq, utvecklad vid Karolinska Institutet, för att observera var ribosomer befinner sig på RNA:t när det bryts ner. Forskarna kombinerade 5PSeq med olika genomiska och molekylärbiologiska metoder för att undersöka denna nya mekanism.
– Att förstå denna mekanism ger insikter i hur celler reagerar på stress och har potentiella terapeutiska tillämpningar. Till exempel skulle reglering av denna process kunna minska produktionen av felaktiga proteiner under åldrandet. Kunskaperna kan också hjälpa oss att förhindra att bakterie- och svampceller går in i ett vilotillstånd som gör att de undkommer antimikrobiella behandlingar, förklarar Vicente Pelechano.
Forskarna fokuserar nu på att förfina den molekylära förståelsen av processen och undersöka dess terapeutiska potential.
– Vi vill ta reda på hur denna process bidrar till åldersrelaterade problem i proteinproduktionen, vilket är mycket relevant för neurodegenerativa sjukdomar. Dessutom undersöker vi om processen kan användas för att göra cancerceller mer känsliga för immunterapi genom att öka deras produktion av felaktiga proteiner, säger Vicente Pelechano.