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Les prions peuvent diriger les messages d’ARN

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Les scientifiques de l’Université Rice ont découvert que la structure ordonnée des grappes d’ARNm/prion fournit une nouvelle voie pour réguler l’activité de traduction. De plus, la protéine CPEB se lie à l’extrémité 3′ (également appelée 3 Prime) de l’ARNm cible à l’aide d’un domaine de liaison à l’ARN (RBD). L’agrégat de prions forme une chaîne d’assemblage de traduction dans laquelle les ribosomes sont efficacement recyclés. Une fois la traduction terminée, les ribosomes sont libérés de l’extrémité 3′ de l’ARNm et diffusent vers l’extérieur pour être à nouveau recrutés à travers les extrémités 5′ de la couche externe d’assemblage. En bas, la structure des agrégats d’ARNm et de Rim4 affiche une polarité opposée et supprime la traduction. Rim4 RBD se lie à l’extrémité 5′ des ARNm cibles. Crédit : Xinyu Ju/Université du riz

Les prions subissent souvent un stress faible, mais ils peuvent être la clé du contrôle de la synthèse des protéines dans les cellules.


Les prions, qui sont des protéines qui peuvent se désassembler et s’assembler, ont été impliqués dans de nombreuses maladies neurodégénératives. Cependant, certains prions participent à Stocker des souvenirs à long terme. De nouveaux modèles de scientifiques de l’Université Rice décrivent comment ils peuvent réguler la traduction des messages d’ARN en de nouvelles protéines grâce à une conformation ordonnée protéine Usines de synthèse.

Une étude menée par le physicien théoricien Peter Wolins et l’étudiant diplômé Shinyu Guo, avec l’aide de l’ancien élève de Rice Nicholas Schaeffer, suggère que deux prions sous une forme agrégée ou condensée peuvent activer ou inhiber la traduction des protéines d’actine, selon la direction dans laquelle ils se lient. ARNm.

L’étude apparaît dans Actes de l’Académie nationale des sciences.

Le laboratoire a modélisé des « chaînes d’assemblage de protéines » centrées sur le CPEB et le Rim4, deux exemples de 240 Brion– Les gènes codés également connus pour lier l’ARN dans les cellules eucaryotes.

CPEB et Rim4 représentent une sorte de yin et de yang en matière de traduction car ils sont directement opposés dans la façon dont ils se lient à l’ARNm. Et leur orientation affecte comment – et si – les ribosomes peuvent être recyclés dans le processus Synthèse des protéines Lorsque l’ARN est assemblé sur un prion.

Comment CPEB contrôle la traduction des messages ARN a été un mystère. Il était connu pour supprimer la traduction lorsqu’il s’agissait d’un monomère, mais une fois synthétisé, il active la traduction. Gu a ensuite expliqué comment cela pouvait se produire, ce qui était plus compliqué que prévu.

« Le CPEB contrôle lui-même la traduction de manière bidirectionnelle », a déclaré Joe. « S’il s’agit d’un prion, il améliorera la traduction, et s’il s’agit d’une condensation moins régulée, il supprimera la traduction. Notre modèle suggère une hypothèse physique sur la façon dont cela pourrait se produire. »

En bref, les protéines CPEB s’assemblent en prions qui se lient à l’extrémité 3′ (également appelée 3 Prime) de l’ARNm. Les ribosomes, les machines moléculaires qui décodent l’ARN pour assembler les protéines, trouvent facilement l’autre extrémité (le « codon de départ ») et se dirigent ensuite vers le « codon d’arrêt » lié au prion. Une fois que les ribosomes atteignent cette extrémité 3′, ils sont libérés et le cycle recommence à l’extrémité externe 5′.

« Prion fait une chaîne de montage très efficace », a déclaré Woolins.

D’autre part, Rim4 prend la direction opposée, car il se lie à – et donc cache – la 5ème borne de l’ARNm. Il est maintenant plus difficile pour les ribosomes flottants de trouver le codon de départ, supprimant efficacement la traduction et rendant le prion Rim4 moins efficace.

Fait intéressant, le CPEB sous sa forme de monomère avant l’assemblage ou lorsqu’il fait partie du répresseur (également connu sous le nom d’« organite sans membrane ») peut diriger la traduction de l’ARNm exactement dans le sens inverse.

« La plupart des gens pensent que les condensateurs ARN protéiques ne sont pas polarisés; ils pensent que c’est une sorte d’assemblage aléatoire de choses collées ensemble », a déclaré Woolins. « Mais notre modèle suggère qu’il peut encore y avoir une sorte d’effet vectoriel dans les condensateurs, s’ils ont une structure localement polarisée. Ainsi, la compréhension de la structure interne des organites sans membrane devient une question importante. »

Woolins et son groupe du Rice Center for Theoretical Biophysics (CTBP) ont déjà démontré qu’il y a relation symbiotique Entre les prions de CPEB et l’actine, qui est la pierre angulaire du cytosquelette qui donne aux cellules leur forme générale et constitue l’épine dorsale des dendrites épineuses des neurones. Ils ont émis l’hypothèse que les filaments d’actine tirent sur les fibres de CPEB et, ce faisant, « verrouillent » les mémoires en marquant des dendrites spécifiques.

Le nouveau travail suggère que la nature «guidée» de l’ARNm Traduire La polarité spécifique des assemblages CPEB pourrait expliquer comment ces assemblages exercent une fonction régulatrice essentielle sur la synthèse de l’actine et d’autres protéines synaptiques. Le mécanisme peut également être utilisé par d’autres systèmes biologiques.

Les détails révélés dans l’étude ne sont qu’une très petite partie du mécanisme de formation de la mémoire, a déclaré Woolins, sachant qu’il y a beaucoup à apprendre.

« La mémoire est un problème très vaste, et sa solution ultime remplira de nombreux tableaux noirs », a-t-il déclaré. « Jusqu’à présent, nous n’avons rempli qu’un petit coin d’un tableau et un autre petit coin là-bas. La découverte de ces processus complexes inspire notre travail dans de nombreux domaines de la biophysique théorique. »


Les protéines « caméléons » colorent la mémoire à long terme


Plus d’information:
Le référencement directionnel en tant que mécanisme de contrôle de la translation par des prions et des répresseurs fonctionnels, Actes de l’Académie nationale des sciences (2021). DOI : 10.1073/pnas.2115904118.

Introduction de
Université du riz

la citation: Les prions peuvent diriger les messages ARN (2021, 15 novembre) Récupéré le 15 novembre 2021 sur https://phys.org/news/2021-11-prions-channel-rna-messages.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. Nonobstant toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif seulement.

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Les astronomes présentent un nouveau modèle pour la formation de planètes « flottantes » récemment découvertes

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Les astronomes présentent un nouveau modèle pour la formation de planètes « flottantes » récemment découvertes

La découverte récente d’une nouvelle classe potentielle de planètes lointaines et mystérieuses « flottantes » a suscité l’intérêt des astronomes depuis que de nouvelles images époustouflantes prises par le télescope spatial James Webb ont été partagées à la fin de l’année dernière.

Ces planètes candidates, connues sous le nom d'objets binaires de masse Jupiter (JuMBO), semblent tourner autour les unes des autres car elles flottent librement dans l'espace, sans être attachées à aucune étoile, ce qui contredit les théories dominantes sur le fonctionnement des systèmes planétaires.

Aujourd'hui, une nouvelle étude révolutionnaire réalisée par une équipe d'astrophysiciens de l'UNLV et de l'Université de Stony Brook a été publiée le 19 avril dans la revue Astronomie naturelleIl fournit un modèle convaincant de la façon dont ces organismes massifs se sont formés.

L’équipe a utilisé des techniques avancées, connues sous le nom de simulations directes à N corps, pour explorer comment les interactions au sein d’amas d’étoiles denses pourraient éjecter des planètes géantes qui restent liées entre elles par la gravité lorsqu’elles dérivent à travers la galaxie. Cette recherche importante fournit un modèle sur la façon dont ces mystérieux binaires se forment, comblant ainsi une lacune critique dans notre compréhension de l’évolution planétaire.

« Nos simulations montrent que des rencontres stellaires rapprochées pourraient éjecter spontanément des paires de planètes géantes de leurs systèmes d'origine, les obligeant à orbiter l'une autour de l'autre dans l'espace », a déclaré l'auteur de l'étude Yihan Wang, chercheur postdoctoral au Centre d'astrophysique du Nevada à l'UNLV. « Ces résultats pourraient changer radicalement notre perception de la dynamique planétaire et de la diversité des systèmes planétaires de notre univers. »

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La recherche indique que de tels événements sont plus susceptibles de se produire au sein d’amas d’étoiles densément peuplés, ce qui suggère que les planètes binaires flottantes pourraient être plus courantes qu’on ne le pensait auparavant. Les propriétés de ces paires planétaires, telles que leur séparation et leur excentricité orbitale, fournissent de nouvelles informations sur les conditions environnementales violentes qui influencent la formation des planètes.

« Il présente les interactions stellaires dynamiques comme un facteur important dans le développement de systèmes planétaires inhabituels dans des environnements stellaires denses », a déclaré Rosalba Perna, co-auteur de l'étude et professeur de physique et d'astronomie à l'Université de Stony Brook.

Selon les chercheurs, ces nouveaux travaux élargissent nos connaissances sur la formation planétaire et ouvrent également la voie à de futures observations utilisant le télescope spatial James Webb (JWST), qui pourraient fournir davantage de preuves à l'appui des prédictions de l'équipe.

« Comprendre la formation d'objets massifs nous aide à remettre en question et à améliorer les théories dominantes sur la formation planétaire », a déclaré Zhaohuan Zhu, astrophysicien à l'UNLV et co-auteur de l'étude. « Les observations du télescope spatial James Webb peuvent nous aider à y parvenir, en fournissant de nouvelles informations avec chaque observation qui nous aideront à mieux formuler de nouvelles théories sur la formation des planètes géantes. »

À propos du papier

« Planètes binaires flottant librement suite à leur éjection lors de rencontres stellaires rapprochées», a été publié le 19 avril dans le magazine Astronomie naturelle.

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Aperçu de la croissance des plantes et des maladies humaines

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Aperçu de la croissance des plantes et des maladies humaines

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Un criblage de suppresseur génétique identifie le RdDM comme une voie majeure pour le silençage épigénétique induit par une expansion répétée. une, Phénotypes (indiqués par leurs identifiants d'écran d'origine) des suppresseurs isolés par rapport à Bur-0. Les feuilles irrégulièrement faibles sont marquées par des flèches blanches chez le type sauvage Bur-0. Barres d'échelle, 2 cm. Brelatif III1 Niveaux d'expression de suppresseurs de gènes identifiés par criblage génétique. Les nombres représentent les identifiants d'écran d'origine et les gènes correspondants identifiés après le clonage sont indiqués ci-dessous. Niveaux d'expression moyens basés sur trois répétitions biologiques pour chaque lignée (à l'exclusion de Bur-0 et fug1n = 5 et 4, respectivement). Astérisques Indiquez les points de données individuels. sLes valeurs sont basées sur une analyse de variance unidirectionnelle avec le test post hoc de Tukey, et les polices avec des lettres différentes sont significativement différentes les unes des autres (s <0,05). Les barres d'erreur représentent s.e.mC Exemple d'analyse SHOREmap utilisant 44-2 Définit une mutation dans Paul F. . Les allèles à haute fréquence (> 0,85) sont colorés en rouge et les croix rouges représentent les allèles causals putatifs. crédit:Plantes naturelles

(2024). est ce que je: 10.1038/s41477-024-01672-5 ×

Fermer Un criblage de suppresseur génétique identifie le RdDM comme une voie majeure pour le silençage épigénétique induit par une expansion répétée.une , Phénotypes (indiqués par leurs identifiants d'écran d'origine) des suppresseurs isolés par rapport à Bur-0. Les feuilles irrégulièrement faibles sont marquées par des flèches blanches chez le type sauvage Bur-0. Barres d'échelle, 2 cm.B relatif III1 Niveaux d'expression de suppresseurs de gènes identifiés par criblage génétique. Les nombres représentent les identifiants d'écran d'origine et les gènes correspondants identifiés après le clonage sont indiqués ci-dessous. Niveaux d'expression moyens basés sur trois répétitions biologiques pour chaque lignée (à l'exclusion de Bur-0 et fug1 n = 5 et 4, respectivement). Astérisques Indiquez les points de données individuels.sLes valeurs sont basées sur une analyse de variance unidirectionnelle avec le test post hoc de Tukey, et les polices avec des lettres différentes sont significativement différentes les unes des autres ( s<0,05). Les barres d'erreur représentent s.e.m C Exemple d'analyse SHOREmap utilisant 44-2Définit une mutation dans Paul F.. Les allèles à haute fréquence (> 0,85) sont colorés en rouge et les croix rouges représentent les allèles causals putatifs. crédit:

Plantes naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41477-024-01672-5 Les biologistes de l'Université Monash ont mis en lumière les mécanismes moléculaires complexes responsables de l'inactivation des gènes provoquée par des répétitions étendues dans une étude internationale. publiéaujourd'hui dans

Plantes naturelles

.

Ce phénomène a été associé à un certain nombre de maladies génétiques, notamment l'ataxie de Friedreich chez l'homme, et provoque des anomalies de développement chez des plantes telles qu'Arabidopsis thaliana.

La recherche vise à comprendre le mécanisme par lequel les répétitions amplifiées provoquent l’inactivation des gènes, une procédure clé pour contrôler l’expression des gènes.

Les nouveaux composants nécessaires à ce processus de mise au silence ont été découverts par des chercheurs à l'aide d'un modèle végétal qui présente des symptômes de défauts de croissance à des températures plus élevées mais pas à des températures plus basses.

La protéase SUMO FUG1, le lecteur d'histone AL3 et la protéine chromodomaine LHP1 ont été identifiés comme les trois acteurs les plus importants, selon l'étude.

« Ces protéines se réunissent pour créer une unité de base requise pour l'inactivation des gènes résultant d'une expansion répétée », a déclaré le Dr Sridevi Sureshkumar, auteur principal de l'étude, qui dirige le groupe de recherche génétique du groupe de recherche fondamentale de l'école des sciences biologiques de l'université Monash.

« Notre recherche révèle le rôle essentiel que jouent ces protéines dans la coordination de l'inactivation génique résultant de répétitions étendues », a déclaré le Dr Sureshkumar.

« La connaissance de ces systèmes fait non seulement progresser notre compréhension de la biologie végétale, mais donne également un aperçu des maladies humaines », a-t-elle déclaré.

Au cours de la recherche, des méthodes modernes de criblage génétique et des tests à deux hybrides sur levure ont été utilisés afin de déterminer que FUG1, une protéase SUMO non caractérisée, joue un rôle important dans l’inactivation des gènes. Après une analyse plus approfondie, il a été démontré que FUG1 interagissait avec AL3, un lecteur d'histone connu pour se lier à des marques d'histone spécifiques associées à une expression génique efficace.

De plus, les chercheurs ont découvert que la protéine AL3 interagit avec LHP1, une protéine chromodomaine qui joue un rôle dans la propagation des marques d'histone restreintes. L'inversion de l'inactivation des gènes et la suppression des symptômes associés à une expansion récurrente se sont produites en raison de la perte de fonction de l'un de ces composants au cours de l'expérience.

« Ces résultats mettent en valeur l’importance des modificateurs post-traductionnels et des lecteurs d’histone dans la régulation épigénétique », a déclaré le Dr Sureshkumar.

Elle a déclaré : « Notre étude ouvre la voie à des recherches plus approfondies sur le rôle de ces protéines dans divers processus biologiques et maladies humaines. »

« Les résultats représentent non seulement des conséquences potentielles pour la santé humaine, mais contribuent également à notre compréhension de la biologie végétale, qui est déjà avancée. »

Le Dr Sureshkumar, qui a dirigé cette étude internationale incluant des institutions du Royaume-Uni, de Chine, du Canada, d'Inde et d'Australie, a déclaré que la collaboration multinationale les avait aidés à progresser dans divers aspects de cette recherche.
Le Dr Sureshkumar a déclaré que cette recherche pourrait ouvrir la voie au développement de nouvelles techniques thérapeutiques ciblant la dérégulation épigénétique chez les personnes atteintes de maladies génétiques. Plus d'information:Sridevi Sureshkumar et al, la protéase SUMO FUG1, le lecteur d'histone AL3 et la protéine chromodomaine LHP1 font partie intégrante du silençage génique induit par l'expansion de la réplication chez Arabidopsis thaliana. Plantes naturelles

(2024).
est ce que je: 10.1038/s41477-024-01672-5


Informations magazine : Plantes naturelles

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L'Université Tsinghua développe des techniques de construction d'habitats lunaires

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L'Université Tsinghua développe des techniques de construction d'habitats lunaires

L'Université Tsinghua développe des techniques de construction d'habitats lunaires

Par Simon Mansfield

Sydney, Australie (SPX), 19 avril 2024






L'exploration de la construction d'habitats lunaires par l'Université Tsinghua met en évidence la transition de la simple exploration à la construction et à l'utilisation réelles sur la Lune, en mettant l'accent sur le durcissement du régolithe in situ. Avec près de 20 technologies différentes évaluées pour créer des matériaux à base de régolithe, l'examen du professeur Feng fournit une classification et une évaluation systématiques, identifiant les défis importants et les orientations pour les progrès futurs.

La recherche classe les techniques de durcissement des régolithes en quatre groupes en fonction de leurs mécanismes de liaison et de consolidation : durcissement par réaction (RS), frittage/fusion (SM), durcissement par liaison (BS) et formation de confinement (CF). Chaque gamme et technologie spécifique est soigneusement mesurée en termes de paramètres de processus et de performances, mettant en valeur ses diverses exigences et capacités.

La solidification réactive implique la liaison des particules de régolithe avec des composés réactifs et repose en grande partie sur des matériaux transportés par fusée, le régolithe représentant 60 à 95 % du mélange. Processus de frittage/fusion du régolithe à des températures élevées, dépassant souvent 1 000 °C, ce qui pose d’importants défis énergétiques et opérationnels. Le durcissement par liaison utilise des liants pour le collage, nécessitant moins de temps et des températures plus basses, tandis que la formation par confinement utilise un tissu pour créer des composants de sac régolithe à haute résistance, bien qu'ils puissent manquer de résistance à la compression.

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L'étude présente la méthode 8IMEM pour évaluer ces technologies, en utilisant huit indicateurs pour mesurer leur efficacité et leur adéquation à la construction de la Lune. Le remplissage Regolith occupe la première place, réduisant la consommation de ressources et d'énergie tout en permettant une configuration rapide des composants. Les technologies solaires de frittage/fusion et de fusion fonctionnent également bien, ces dernières utilisant l’énergie solaire directement dans une construction rentable.

La recherche est conforme aux objectifs progressifs des Stations internationales de recherche lunaire, établissant un plan de développement en quatre phases : laboratoire, station de recherche, hébergement et habitat, chacune étant spécifiquement conçue pour répondre à des besoins de construction et fonctionnels spécifiques. Les données quantitatives soutiennent l'utilisation de la technologie régolithe pour construire des bases lunaires, fournissant ainsi un modèle fonctionnel pour les futurs habitats lunaires.



Rapport de recherche:Construction lunaire in situ à grande échelle : évaluation quantitative des techniques de durcissement des régolithes


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