جهش در پروتئین ریبوزومی منجر به اختلال در انقباض قلب در موش می شود

تیمی از محققان کشف کرده اند که جهش در پروتئین ریبوزومی که به طور خاص در قلب و ماهیچه های اسکلتی یافت می شود منجر به اختلال در انقباض قلب در موش می شود.

مشخص شد که این جهش سرعت ترجمه mRNA را به تاخیر می اندازد و منجر به برخورد ریبوزوم ها و ایجاد ناهنجاری های تاخوردگی پروتئین می شود. سپس پروتئین های غیر طبیعی توسط سیستم کنترل کیفیت سلول مورد هدف قرار می گیرند و تجزیه می شوند. علاوه بر این، در حالی که کمبود پروتئین ریبوزومی، معروف به RPL3L، دینامیک ترجمه را برای کل بافت تغییر می‌دهد، اثرات آن برای انقباض ماهیچه‌های قلبی مرتبط با پروتئین‌ها بارزتر بود.

این مطالعه، منتشر شده در ارتباطات طبیعت، بینش جدیدی را در مورد دینامیک یک مولکول به اندازه ریبوزوم ها می درخشد. علاوه بر این، از آنجایی که کمبود ژن RPL3L در انسان‌های مبتلا به کاردیومیوپاتی و فیبریلاسیون دهلیزی یافت شده است، تیم امیدوار است که یافته‌های جدید آنها بتواند به درمان‌های آینده منجر شود.

شما احتمالاً با فرآیند چگونگی تولید پروتئین ها و مولکول های سازنده بدن توسط سلول ها آشنا هستید. DNA به RNA پیام رسان یا mRNA رونویسی می شود، که سپس به عنوان طرحی برای پیوند اسیدهای آمینه به یکدیگر و ساخت پروتئین استفاده می شود. در قلب فرآیند ساخت پروتئین، ریبوزوم است که mRNA را می خواند و آن کد را به پروتئین ترجمه می کند.

ریبوزوم ها به دلیل عملکرد اساسی آن در همه سلول ها یافت می شوند و تصور می شد که به طور کلی یکسان هستند. با این حال، مطالعات اخیر وجود تفاوت هایی را در ساختار ریبوزومی نشان داده است.

Keiichi I. Nakayama از کیوشو توضیح می دهد: “این تفاوت ها در ساختار ریبوزومی نشان داده است که منجر به ویژگی ترجمه می شود. به عنوان مثال، برخی از ریبوزوم ها در تولید پروتئین هایی که متابولیسم یا چرخه سلولی را کنترل می کنند بهتر هستند. این مفهوم جدیدی به نام ناهمگنی ریبوزوم است.” موسسه پزشکی تنظیم زیستی دانشگاه که این مطالعه را رهبری کرد. ما فرض کردیم که این ناهمگونی بین بافت‌ها وجود دارد. پس از غربالگری برای پروتئین‌های ریبوزومی خاص بافت، یکی را پیدا کردیم که فقط در قلب و عضله اسکلتی بیان می‌شد: RPL3L.

برای روشن کردن عملکرد RPL3L، این تیم قلب موش‌های دارای ژن RPL3L جهش یافته را مطالعه کردند. همانطور که انتظار می رفت، آنالیز اکوکاردیوگرافی نشان داد که آنها انقباض قلب را کاهش داده اند. قدم بعدی آنها مطالعه این بود که چرا دقیقاً این جهش منجر به چنین شرایطی شده است. همانطور که مشخص شد، جهش RPL3L باعث ایجاد «ترافیک ترجمه‌ای» برای پروتئین‌های حیاتی در عملکرد صحیح قلب شده است.

ما دریافتیم که RPL3L جهش یافته ترجمه کدون های پرولین و آلانین را در mRNA به تاخیر می اندازد. این تاخیر باعث برخورد ریبوزوم ها و در نتیجه تا نشدن صحیح پروتئین ها شد. سپس پروتئین های تا شده نادرست توسط سیستم کنترل کیفیت آن از سلول پاک می شوند. مهمتر از آن، بسیاری از پروتئین‌هایی که به اشتباه تا شده بودند، درگیر انقباضات قلبی بودند.

Keiichi I. Nakayama از موسسه پزشکی تنظیم زیستی دانشگاه کیوشو

این تیم امیدوار است که با عمیق‌تر کردن درک ما از پویایی ترجمه ریبوزوم‌هایی مانند RPL3L، بهتر بفهمند که چگونه جهش‌های ژنتیکی آن – که در بیماران مبتلا به کاردیومیوپاتی متسع و فیبریلاسیون دهلیزی یافت می‌شود – می‌تواند منجر به بیماری قلبی شود.

ناکایاما در پایان می‌گوید: “ما هر روز در حال توسعه درک جدیدی در زمینه زیست‌شناسی و پزشکی هستیم، حتی در موردی به اندازه ریبوزوم‌ها. من هیجان‌انگیز هستم که ببینم در آینده چه خواهیم یافت.”