Ny 3D-model af mikroskopisk celledel: Sådan bliver kroppens byggesten til

“Det er helt ærligt fantastisk, at vi kan visualisere de atomiske detaljer I et ribosom. Det er meget, meget småt. Mellem 20 og 30 nanometer.”

Sådan siger Eva Kummer, lektor på Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research. Hun står bag et nyt studie, der netop er udgivet i Nature Communications.

Og hvis du ikke lige ved, hvor lille en nanometer er, så giver det god mening. En nanometer svarer nemlig til en billiontedel af en meter.

Eva Kummer og hendes kollegaer er lykkedes med at lave en 3D-model af en del af vores celler, ribosomet, der er højst 350 nanometer. Til det har de brugt en metode, der hedder elektronisk mikroskopi.

Nærmere bestemt har de lavet en model af, hvordan ribosomet bliver dannet.

Hvad er et ribosom? Ribosomet er en del af kroppens celler og består af ribosomalt RNA og ribosomale proteiner. Ribosomet fungerer som en fabrik, der bygger et protein ved hjælp af et sæt af instruktioner, der ligger i generne. Ribosomer kan findes frit svævende i cellens cytoplasma, cellulære organeller som mitokondrier eller protoplasma i bakterier.

”Ribosomet er vigtigt at forstå, fordi det er den eneste partikel i celler, der kan lave proteiner i mennesker og alle andre levende organismer. Og uden proteiner, så ville livet i sig selv ikke eksistere,” siger Eva Kummer.

Proteiner er den grundlæggende byggesten i kroppen. Hjerte, lunger, hjerne, ja næsten alt i kroppen er lavet af proteiner, der er dannet i cellernes ribosom.

”Hvis du ser på et menneske udefra, så ser vi relativt simple ud, men tænk så på at alle dele af kroppen består af millioner af molekyler, der er vildt komplekse, og alle delene kan finde deres rette plads – det er ret fantastisk,” siger Eva Kummer.

Foldes, samles og ende det helt rigtige sted

Før ribosomet kan begynde at producere proteiner, skal det først samles fra over 80 forskellige dele.

Eva Kummer og hendes kollegaer har lavet 3D-modeller af tre forskellige stadier i ribosomets dannelsesproces.

”Det er en kompleks partikel, så der er mange forskellige dele – proteiner og RNA-dele - der skal foldes, samles og bevæge sig det helt rigtige sted hen. Det sker ikke bare på en gang. Der er en gradvis samlingsproces med en række af stadier,” forklarer hun.

Ud af de tre 3D-modeller, så er det ifølge Eva Kummer, den første, der er den mest interessante. Det skyldes, at det er første gang, at netop det stadie er beskrevet.

”I det stadie kan vi for eksempel se, at et specielt protein kaldet GTPBP10 interagerer meget med et såkaldt RNA-element, der er formet som en lang helix, ” siger Eva Kummer og tilføjer:

”Og faktisk, i bunden af den helix, der er det katalytiske center, hvor selve dannelsen af proteinerne sker. Det er derfor det er så vigtigt at helixen er korrekt foldet og placeret.”

For at opnå det tager GTPBP10 fat I helixen og sætter den i den korrekte position, så der kan produceres proteine.

Det er blot en af de mange elementer af ribosomdannelsen, som det nye studie belyser – en viden som i fremtiden muligvis kan bane vej til forståelse af flere sygdomme.

”Hvis der sker fejl i ribosomets samlingsproces, så kan det reducere cellernes evne til at producere proteiner i en alvorlig grad. Det kan for eksempel være proteiner, der omdanne energi fra den mad vi spiser til energi, som kroppen bruger til at drive alle former for cellulære processer. Hvis det mitokondriale ribosom ikke fungerer, kan vores krop ikke længere producere nok energi, og det fører til neurodegenerative lidelser og hjertetilstande. Og under aldringsprocessen fungerer produktionen af energi også mindre og mindre effektivt," siger Eva Kummer og tilføjer:

"Det første skridt er at forstå, hvordan tingene fungerer. Først da kan du forsøge at ændre dem."

Du kan læse “Structural insights into the role of GTPBP10 in the RNA maturation of the mitoribosome“ in Nature Communications.

Kontakt

Lektor og gruppeleder Eva Kummer
Eva.Kummer@cpr.ku.dk
+4535327754

Journalist og pressekonsulent Liva Polack
liva.polack@sund.ku.dk
+45 35 32 54 64