Aktuelles: Konservierte Regulierung der RNA Polymerase I

Seit den Zulassungen neuer Corona-Impfstoffe ist messenger-RNA, kurz: mRNA, in aller Munde. Ebenso wichtig ist allerdings die ribosomale RNA, aus welcher die Proteinfabriken der Zellen (Ribosomen) aufgebaut werden. 百利宫_百利宫娱乐平台￥官网e rRNA wird von der sogenannten RNA Polymerase (Pol) I hergestellt. Pol I ist in allen h?heren Zellen vorhanden und essenziell für deren ?berleben. ?beraktivit?t und Missregulation von Pol I stehen im Zusammenhang mit verschiedenen Krebsarten, was das Enzym auch aus medizinischer Sicht interessant macht. Bisherige Struktur-Funktions-Analysen zeigten, dass Pol I durch ?Strukturelle Kontraktion“ aktiviert und durch Dimerisierung, d.h. durch eine Zusammenlagerung, deaktiviert werden kann. Solche Analysen waren allerdings bisher auf einen einzigen Modellorganismus beschr?nkt.

Um die Funktion und Regulation der RNA Polymerase I besser zu verstehen, untersuchte die Arbeitsgruppe für Strukturelle Biochemie um Prof. Dr. Christoph Engel die Pol I nun im evolution?ren Kontext. Dabei gelang es dem Team, drei hochaufgel?ste 3D-Strukturen der Pol I aus dem Organismus Schizosaccharomyces pombe – auch bekannt als Spalthefe – mittels Einzelpartikel-Kryo-Elektronenmikroskopie zu bestimmen und auf molekularer Ebene zu charakterisieren. Die Ergebnisse wurden nun in der Fachzeitschrift Nature Communications ver?ffentlicht.

Die vergleichende Analyse der Strukturmodelle zeigt, dass die Aktivierung von Pol I durch eine konservierte Kontraktion des aktiven Zentrums erfolgt. Im Gegensatz zu g?ngigen Annahmen fanden die Wissenschaftler:innen heraus, dass auch eine deaktivierende Dimerisierung der Schizosaccharomyces pombe Pol I stattfinden kann. Das ist h?chst unerwartet, da wichtige strukturelle Elemente in diesem Organismus fehlen. Es zeigt sich also, dass eine Dimerisierung auch durch andere, nicht vorhergesagte Elemente vermittelt werden kann. Damit belegen die nun ver?ffentlichen Analysen erneut, wie sehr sich Pol I von anderen Transkriptionssystemen unterscheidet, legen aber erstmals eine evolution?re Konservierung ihrer hochspezialisierten Regulationsmechanismen nahe.

Originalpublikation

F. Heiss, J. Dai?, P. Becker, C. Engel, ?Conserved strategies of RNA polymerase I hibernation and activation”, Nature Communications (2021)
DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-021-21031-8 (externer Link, ?ffnet neues Fenster)