Forskare vid Karolinska Institutet har upptäckt att proteinkomplexet RNase P i cellens mitokondrier beter sig annorlunda än man tidigare trott. Resultaten, publiceras i Nukleinsyraforskning , ge viktiga nya ledtrådar om hur vissa mutationer orsakar mitokondriell sjukdom.

Nästan all cellens energi produceras i cellens eget kraftverk, mitokondrierna. Mitokondriernas oförmåga att fungera korrekt leder till mitokondriell sjukdom, drabbar ungefär en av 4000 individer. Genetiskt relaterade mitokondriella sjukdomar uppstår i allmänhet från fel i uttrycket av kodade proteiner i mitokondriens genom.

När mitokondriegenomet transkriberas, långa RNA-strängar bildas. Dessa måste skäras ner och bearbetas för att frigöra de mogna mitokondriella RNA som är väsentliga för mitokondriens interna proteinsyntes. Bearbetningen av RNA börjar i regioner som kodar för mitokondriella överförings-RNA (tRNA). Studier av denna bearbetning på molekylär nivå kan ge viktiga ledtrådar om mitokondriella sjukdomar eftersom de ofta orsakas av mutationer i tRNA-komponenter.

Tidigare forskning har visat att skärning i den främre änden (kallad 5'-änden) och i den bakre änden (3'-änden) av den mitokondriella tRNA-strängen katalyseras av olika komponenter. Det mitokondriella proteinkomplexet RNase P består av tre komponenter (MRPP1, MRPP2, och MRPP3) som skär 5´-änden av tRNA, medan ett enda protein (ELAC2) skär 3´-änden av tRNA:t.

Flera oväntade fynd

Forskare vid Karolinska Institutet har nu funnit att två av proteinerna från RNase P-komplexet, MRPP1 och MRPP2, förblir överraskande nog bundna till tRNA:t även efter den initiala 5'-bearbetningen. Ännu mer överraskande, dessa två proteiner var också nödvändiga för att ELAC2 skulle skära i 3´-änden av tRNA:t. Resultaten förklarar varför mutationer i tRNA-komponenter som tidigare ansågs vara viktiga i den initiala 5´-bearbetningen också starkt kan påverka 3´-bearbetning och andra nedströmssteg i tRNA-mognad.

"Denna nya funktionalitet av MRPP1 och MRPP2 är viktig när man utvärderar både de molekylära och fysiologiska effekterna av mutationer som finns hos patienter som lider av mitokondriell sjukdom", säger Martin Hällberg, seniorforskare vid Karolinska Institutets institution för cell- och molekylärbiologi och Centre for Structural Systems Biology (CSSB) i Hamburg som lett studien.