résumé: Les chercheurs ont réalisé des avancées majeures dans la compréhension de la distribution de l’ARNm dans les cellules cérébrales. Ils ont découvert qu’un complexe protéique appelé FERRY aide les endosomes précoces (EE) à transporter les ARNm vers des parties distantes des neurones.
En utilisant la microscopie électronique cryogénique, ils ont montré la structure de FERRY et comment il se lie aux ARNm. Ces découvertes pourraient approfondir notre compréhension des troubles neurologiques causés par l’échec du transfert d’ARNm.
Faits marquants:
- Découvert par les scientifiques du MPI, le complexe protéique FERRY a été identifié comme un composant essentiel de la transmission de l’ARNm dans les cellules cérébrales.
- Auparavant sous-estimés, les endosomes précoces (EE) jouent un rôle central dans la distribution des ARNm en agissant comme transporteurs d’ARNm, avec l’aide de FERRY.
- En utilisant la microscopie cryoélectronique, les chercheurs ont révélé la structure complexe de FERRY et sa nouvelle voie de liaison à l’ARN impliquée dans certains troubles neurologiques.
source: Institut Max Planck
Des équipes des instituts MPI de Dresde, Dortmund, Francfort-sur-le-Main et Göttingen s’associent pour obtenir la première preuve d’un complexe protéique impliqué dans la transmission de l’ARN messager dans les neurones..
Loin, si près !
« Ces publications constituent une avancée majeure dans l’élucidation des mécanismes sous-jacents à la distribution de l’ARNm dans les cellules cérébrales », déclare Marino Zerial. Les cellules produisent des protéines vitales en utilisant l’ARNm comme modèle et les ribosomes comme imprimantes 3D.
Cependant, les cellules cérébrales ont un défi logistique à surmonter : une forme arborescente avec des branches qui peuvent s’étendre sur des centimètres dans le cerveau.
« Cela signifie que des milliers d’ARNm devraient être transportés loin du noyau, quelque chose comme un effort logistique pour approvisionner correctement les supermarchés dans tout un pays », explique Jan Schumacher, premier auteur de l’étude.
Jusqu’à présent, les chercheurs attribuaient le rôle du transporteur à des compartiments sphériques au sein de la cellule, appelés endosomes latents. Cependant, les scientifiques du MPI affirment qu’une forme différente de compartiments, appelée endosomes précoces (EE), convient également comme porteurs d’ARNm, en raison de leur capacité à se déplacer dans les deux sens le long des réseaux routiers intracellulaires.
Dans la première publication, dirigée par Marino Zerial du MPI à Dresde, les scientifiques ont découvert la fonction d’un complexe protéique qu’ils ont nommé FERRY (cinq sous-unités endosomales Rab5 et intermédiaire ARN/ribosome).
Dans les neurones, FERRY se lie aux EE et agit comme une ceinture de connexion lors de la transmission : il interagit directement avec l’ARNm et le transporte sur les EE, qui deviennent ainsi des transporteurs logistiques pour le transport et la distribution de l’ARNm dans les cellules cérébrales.
Détails complexes
Mais comment FERRY se rapporte-t-il à l’ARNm ? C’est alors que le kit de Stefan Raunser du MPI Dortmund est entré en jeu.
Dans la deuxième publication, Denise Quentin et al. La cryo-microscopie électronique (cryo-EM) a été utilisée pour déduire la structure et les caractéristiques moléculaires de FERRY qui permettent au composé de se lier à la fois aux EE et aux ARNm.
Le nouveau modèle atomique 3D de FERRY, à une résolution de 4 Ångströms, montre un nouveau mode de liaison à l’ARN, qui comprend des domaines enroulés. Les scientifiques ont également expliqué comment certaines mutations génétiques affectent la capacité de FERRY à se lier à l’ARNm, entraînant des troubles neurologiques.
« Notre recherche jette les bases d’une compréhension plus complète des troubles neurologiques causés par l’échec du transport ou de la distribution de l’ARNm, ce qui peut également conduire à l’identification de cibles thérapeutiquement pertinentes », a déclaré Raunser.
À propos de cette actualité génétique et neurosciences
auteur: Johann Jarzombek
source: Institut Max Planck
communication: Johann Jarzombek – Institut Max Planck
image: Image créditée à Neuroscience News
Recherche originale : libre accès.
« Base structurelle de la liaison de l’ARNm par le complexe effecteur humain FERRY Rab5Par Stephan Raunser et al. cellule moléculaire
un résumé
Base structurelle de la liaison de l’ARNm par le complexe effecteur humain FERRY Rab5
Points forts
- Ferry lie l’ARNm aux endosomes précoces dans le transport à longue distance des transcrits
- Structure synaptique unique du complexe effecteur pentamérique FERRY Rab5
- L’interface complexe de liaison à l’ARN comprend principalement les domaines flexibles enroulés de Fy-2
- Les mutations associées à un trouble neuronal altèrent le regroupement de Rab5 et FERRY
résumé
Le complexe effecteur pentase FERRY Rab5 est un lien moléculaire entre l’ARNm et les endosomes précoces dans la distribution intracellulaire de l’ARNm.
Ici, nous définissons l’architecture cryo-EM humaine. Il révèle une structure unique semblable à une synapse qui ne ressemble à aucune structure connue des effecteurs Rab.
Une combinaison d’études fonctionnelles et mutationnelles révèle que si la bobine enroulée C-terminale Fy-2 sert de région de liaison pour Fy-1/3 et Rab5, la bobine enroulée et Fy-5 acceptent de se lier à l’ARNm.
Les mutations qui provoquent la troncature de Fy-2 chez les patients atteints de troubles neurologiques altèrent la liaison de Rab5 ou l’assemblage du complexe FERRY. Ainsi, Fy-2 agit comme un hub de liaison qui relie les cinq sous-unités complexes et assure la liaison de l’ARNm et l’internalisation précoce via Rab5.
Notre étude fournit des informations mécanistes sur le transport d’ARNm à longue distance et démontre que la structure particulière de FERRY est étroitement liée à un mode de liaison d’ARN non décrit auparavant, qui comprend des domaines enroulés.
