Designer-Organellen bringen neue Funktionen in den Zellen: Wissenschaftler erstellen membraneless Organellen-bauen Sie Proteine in der lebenden Zelle

Designer-Organellen bringen neue Funktionen in den Zellen: Wissenschaftler erstellen membraneless Organellen-bauen Sie Proteine in der lebenden Zelle

Zum ersten mal haben Wissenschaftler entwickelt, der komplexe biologische Prozess der übersetzung in eine designer-Organellen in lebenden Säugetierzellen. Forschung von der Lemke-Gruppe am European Molecular Biology Laboratory (EMBL) — in Zusammenarbeit mit der JGU Mainz und IMB Mainz — verwendet das Verfahren zum erstellen einer membraneless Organellen-bauen können Proteine aus natürlichen und synthetischen Aminosäuren tragen neue Funktionalität. Ihre Ergebnisse-veröffentlicht in der Wissenschaft am 29 März-können Wissenschaftler studieren, Schneider, und die Steuerung zellulärer Funktionen im detail.

Im Laufe der evolution, der Entwicklung neuer Organellen ermöglicht, Zellen und Organismen komplexer werden, aufgrund der Fähigkeit zu Sortieren zelluläre Prozesse in bestimmten hotspots. „Unser Werkzeug kann verwendet werden, um Ingenieur-übersetzung, die aber möglicherweise auch andere zelluläre Prozesse wie die Transkription und post-translationale Modifikationen. Dies könnte sogar erlauben, uns zu entwickeln, neue Arten von Organellen, die für die Erweiterung der funktionalen repertoire der natürlichen komplexen lebenden Systemen“, erklärt Christopher Reinkemeier, PhD student EMBL und der JGU Mainz und co-erste Autor des Papiers. „Wir könnten zum Beispiel Leuchtstofflampen integrieren die Bausteine, die es ermöglichen, einen Blick in die Zelle mit Hilfe von bildgebenden Methoden.“

„Die Organellen machen können Proteine durch die Verwendung von synthetischen nicht-kanonischen Aminosäuren. Derzeit kennen wir mehr als 300 verschiedene nicht-kanonischen Aminosäuren-im Gegensatz zu 20 die sind natürlich vorkommende. Wir sind nicht mehr beschränkt auf die letztere“, sagt co-Erstautor Gemma Estrada Girona. „Die Neuheit, die wir einführen, ist die Fähigkeit, diese zu verwenden, in einem geschlossenen Raum, der organelle, die minimiert die Auswirkungen auf den Wirt.“

Wackelig Wand-Organellen weniger

Übersetzung ist ein so komplexer Vorgang, dass es nicht enthalten sein, in einem einzigen Organellen umgeben von einer Membran. Daher die inspiration war gezeichnet von Phasen-Trennung: der Vorgang, verantwortlich für die Bildung von membraneless Organellen in vivo, wie das kernkörperchen oder stress granules. Phasentrennung wird von den Zellen lokal zu konzentrieren, spezifische Proteine und RNAs. Obwohl diese Wand-weniger Organellen haben wackeligen Grenzen, wie Sie dynamisch interagieren mit dem umgebenden Zytoplasma, Sie kann immer noch sehr präzise Aufgaben. Das team vereint Phasentrennung mit zellulären targeting zu schaffen, Ihre membraneless Organellen und stellen Sie sicher, dass nur eine organelle pro Zelle gebildet wird.

In der end, nur fünf neue Komponenten entwickelt werden, in eine Zelle zu bauen. Die Montage dieser Komponenten führt zu einer großen Struktur, die möglicherweise einige Belastung auf die Zelle. In Zukunft will die Gruppe um Ingenieur minimal designer-Organellen, zu minimieren die Auswirkungen auf die Physiologie des gesunden Organismus.

Edward Lemke — Besuch Gruppenleiter am EMBL, Professor an der JGU Mainz und Adjunct Director bei der IMB-led-Projekt. Er kommt zu dem Schluss: „am Ende wollen wir eine Technik zu entwickeln, um Ingenieur synthetischen zellulären Organellen und Proteine, die keine Auswirkungen auf die host-Maschinen überhaupt. Wir wollen ein Werkzeug zu schaffen, das keine uncharacterised Effekte. Der organelle sollte ein einfaches add-on, ermöglicht es Organismen zu tun, speziell Roman Dinge, die in einer kontrollierten Art und Weise.“