Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

A Macromolecular Shredder for RNA

04.02.2013
Max Planck Researchers unravel the structure of the machinery for RNA disposal

Much in the same way as we use shredders to destroy documents that are no longer useful or that contain potentially damaging information, cells use molecular machines to degrade unwanted or defective macromolecules.


The crystal structure of a complete eukaryotic RNA Exosome complex reveals how it recognizes and processes its substrate. RNA (black) is recognized and unwound by the cap proteins (yellow, beige, orange), threaded inside the barrel (grey) and targeted to the active site of the catalytic subunit (in violet), where processive degradation occurs.
Graphics: Debora L. Makino/Copyright: MPI of Biochemistry

Scientists of the MPI of Biochemistry have now decoded the structure and the operating mechanism of the Exosome, a macromolecular machine responsible for degradation of ribonucleic acids (RNAs) in eukaryotes.

One of the functions of RNAs is to permit translation of the genomic information into proteins. The results of the studies now published in Nature show that the structural architecture and the main operation mode of the Exosome are conserved in all domains of life.

Any errors that occur during the synthesis of RNA molecules or unwanted accumulation of RNAs can be damaging to the cell. The elimination of defective RNAs or of RNAs that are no longer needed are therefore key steps in the metabolism of a cell. The Exosome, a multi-protein complex, is a key machine that shreds RNA into pieces. In addition, the Exosome also processes certain RNA molecules into their mature form. However, the molecular mechanism of how the Exosome performs these functions has been elusive.

A ubiquitous molecular shredder

Debora Makino, a postdoctoral researcher in the Research Department led by Elena Conti has now obtained an atomic resolution picture of the complete eukaryotic Exosome complex bound to an RNA molecule. The structure of this complex allowed the scientists to understand how the Exosome works.

“It is quite an elaborate machine: the Exosome complex forms a hollow barrel formed by nine different proteins through which RNA molecules are threaded to reach a tenth protein, the catalytic subunit that then shreds the RNA into pieces,” says Debora Makino. The barrel is essential for this process because it helps to unwind the RNA and prepares it for shredding. “Cells lacking any of the ten proteins do not survive and this shows that not only the catalytic subunit but also the entire barrel is critical for the function of the Exosome,” Makino explains.

The RNA-binding and threading mechanism used by the Exosome in eukaryotes is very similar to that of the Exosome in bacteria and archaebacteria that the researchers had structurally characterized in earlier studies. “Although the chemistry of the shredding reaction in eukaryotes is very different from that used in bacteria and archaebacteria, the channeling mechanism of the Exosome is conserved, and conceptually similar to the channeling mechanism used by the Proteasome, a complex for shredding proteins,” says Elena Conti.

In the future, the researchers want to understand how the Exosome is selectively targeted by the RNAs earmarked for degradation and how it is regulated in the different cellular compartments.

Anja Konschak | Max-Planck-Institut
Further information:
http://www.biochem.mpg.de/conti/
http://www.biochem.mpg.de/en/news/pressroom/index.html

More articles from Life Sciences:

nachricht Researchers identify potentially druggable mutant p53 proteins that promote cancer growth
09.12.2016 | Cold Spring Harbor Laboratory

nachricht Plant-based substance boosts eyelash growth
09.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

All articles from Life Sciences >>>

The most recent press releases about innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie