Tim istraživača je otkrio da mutacija u ribozomskom proteinu koji se nalazi posebno u srcu i skeletnim mišićima dovodi do poremećene kontraktilnosti srca kod miševa.
Utvrđeno je da mutacija odlaže brzinu translacije mRNK, što dovodi do sudaranja ribozoma i izaziva abnormalnosti savijanja proteina. Abnormalni proteini bi tada bili ciljani i degradirani od strane sistema kontrole kvaliteta ćelije. Štaviše, dok je nedostatak ribozomalnog proteina, poznatog kao RPL3L, promenio dinamiku translacije za celo tkivo, njegovi efekti su bili najizraženiji za kontrakciju srčanog mišića povezana sa proteinima.
Studija, objavljena u Nature Communications, baca novo svetlo na dinamiku molekula koji je fundamentalan kao ribozom. Štaviše, pošto su nedostaci gena RPL3L otkriveni kod ljudi sa kardiomiopatijom i atrijalnom fibrilacijom, tim se nada da će njihova nova otkrića dovesti do budućih tretmana.
Da bi ćelije proizvele proteine i molekule koji čine da telo funkcioniše, DNK se transkribuje u RNK za slanje poruka, ili mRNA, koja se zatim koristi kao nacrt za povezivanje aminokiselina i izgradnju proteina. U srcu procesa izgradnje proteina je ribozom, koji čita iRNK i prevodi taj kod u proteine.
Zbog svoje osnovne funkcije, ribozomi se nalaze u svim ćelijama i smatralo se da su generalno isti. Međutim, nedavne studije su otkrile postojanje razlika u ribozomskim strukturama.
„Pokazalo se da ove razlike u ribozomskoj strukturi dovode do specifičnosti translacije. Na primer, neki ribozomi su bolji u proizvodnji proteina koji kontrolišu metabolizam, ili ćelijski ciklus. To je novi koncept koji se zove heterogenost ribozoma“, objašnjava Keiči I. Nakajama iz Kjušua. Univerzitetski medicinski institut za bioregulaciju koji je vodio studiju. „Pretpostavili smo da ova heterogenost postoji između tkiva. Nakon skrininga za tkivno-specifične ribozomske proteine pronašli smo jedan koji je bio izražen samo u srcu i skeletnim mišićima: RPL3L.“
Da bi razjasnio funkciju RPL3L, tim je proučavao srca miševa sa mutiranim genom RPL3L. Kao što se i očekivalo, ehokardiografska analiza je pokazala da imaju smanjenu kontraktilnost srca. Njihov sledeći korak je bio da prouče zašto je upravo ova mutacija dovela do takvog stanja. Kako se ispostavilo, mutacija RPL3L je izazvala „translacionu saobraćajnu gužvu“ za proteine kritične za pravilnu funkciju srca.
„Otkrili smo da bi mutant RPL3L odložio translaciju kodona prolina i alanina na mRNK. Ovo kašnjenje je izazvalo sudar ribozoma, što je rezultiralo nepravilnim savijanjem proteina“, nastavlja Nakaiama. „Pogrešno savijeni proteini bi tada bili očišćeni iz ćelije pomoću njenog sistema kontrole kvaliteta. Što je još važnije, mnogi pogrešno savijeni proteini bili su uključeni u srčanu kontrakciju.“
Tim se nada da će produbljivanjem našeg razumevanja dinamike translacije ribozoma kao što je RPL3L, bolje razumeti kako njegove genetske mutacije — pronađene kod pacijenata sa proširenom kardiomiopatijom i atrijalnom fibrilacijom — mogu dovesti do srčanih oboljenja.
„Svakodnevno razvijamo nova shvatanja u oblasti biologije i medicine, čak iu nečemu tako fundamentalnom kao što su ribozomi. Uzbudljiv sam da vidim šta ćemo sledeće pronaći“, zaključuje Nakaiama.
