Un consorțiu internațional de cercetători din Israel, Germania, Statele Unite, Franța, Japonia, China, Austria și Polonia a descoperit cum ribozomii organismelor care trăiesc la temperaturi foarte ridicate își mențin structura și funcția. Studiul a fost coordonat de Schraga Schwartz și Moran Shalev-Benami de la Institutul Weizmann și a fost publicat recent în revista Cell.

Cercetătorii au arătat că ribozomii își păstrează integritatea prin reglarea dinamică a unor modificări chimice specifice ale ARN-ului. Aceste modificări ajută moleculele mari din ribozomi să rămână stabile chiar și în condiții termice extreme.

O contribuție importantă a venit din partea echipei conduse de Sebastian Glatt, profesor de genetică sistemică la Universitatea de Medicină Veterinară din Viena și lider de grup la Malopolska Centre of Biotechnology din cadrul Universității Jagiellone. Echipa a folosit o metodă recent dezvoltată, numită DyRNA-Thermometrie, pentru a confirma observațiile făcute de alte grupuri ale consorțiului.

Această metodă, dezvoltată de Jakbub Nowak, permite monitorizarea foarte precisă a modificărilor de formă ale ARN-ului în funcție de temperatură și de condițiile de mediu, prin măsurarea variațiilor de fluorescență. Folosind această tehnică, cercetătorii au demonstrat că modificări chimice precum metilarea și acetilarea ARN-ului ribozomal acționează împreună pentru a crește stabilitatea unor regiuni specifice ale ARN-ului.

Descoperirea oferă dovezi experimentale directe că stabilizarea locală a structurii ARN-ului, realizată prin aceste modificări chimice, este un mecanism prin care ribozomii își mențin echilibrul structural și funcțional la temperaturi ridicate.

Jakbub Nowak explică în studiu că metoda DyRNA-Thermometrie permite măsurarea directă a stabilității ARN-ului la nivel local, făcând posibilă observarea modului în care anumite modificări chimice influențează structura moleculei. Această precizie ajută la detectarea unor schimbări fine, necesare pentru menținerea formei corecte a ARN-ului.

La rândul său, Sebastian Glatt arată că rezultatele demonstrează valoarea combinării abordărilor biochimice, structurale și biofizice pentru a înțelege cum ARN-ul își păstrează funcția în condiții extreme. El subliniază că modificările ARN-ului acționează ca regulatori ai stabilității structurale, permițând moleculei să își păstreze arhitectura corectă chiar și atunci când temperatura variază semnificativ.

Experimentele realizate de Jakub Nowak au avut loc în cadrul noii infrastructuri Core Facility for Macromolecular Characterisation de la Malopolska Centre of Biotechnology. Proiectul a fost finanțat de Consiliul European pentru Cercetare, prin programul Horizon 2020.

Sursa: vetmeduni.ac.at