Kremser Forscher entschlüsseln Aufbau von Schlüsselenzym
Mathias Fischer
Wissenschafter des Institute Krems Bioanalytics haben gemeinsam mit internationalen Partnern neue Erkenntnisse über die RNA-Polymerase II gewonnen. Das Enzym ist für die Genexpression in menschlichen Zellen unverzichtbar.
Franz Herzog und Benjamin Neuditschko vom Labor der Stiftungsprofessur „Biomedical Mass Spectrometry“ am IMC Krems sind Mitautoren einer Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Communications erschienen ist. Die Forschungsarbeit unter Leitung von Carrie Bernecky am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) liefert Einblicke in die Entstehung der RNA-Polymerase II.
Zentrale Rolle bei der Genexpression
Die RNA-Polymerase II liest Informationen aus der DNA ab und überträgt sie in Messenger-RNA. Dieser als Transkription bezeichnete Vorgang ist eine grundlegende Voraussetzung dafür, dass Zellen Proteine produzieren und ihre Funktionen ausüben können.
Bevor das Enzym aktiv werden kann, muss es aus zahlreichen Bestandteilen im Zytoplasma zusammengefügt und in den Zellkern gebracht werden. Wie dieser Zusammenbau im Detail funktioniert, war bisher nur unvollständig bekannt.
Moderne Strukturbiologie macht Prozess sichtbar
Das Forschungsteam untersuchte die RNA-Polymerase II während der finalen Phasen ihrer Entstehung. Zum Einsatz kamen dabei Kryo-Elektronenmikroskopie und chemisches Crosslinking in Kombination mit Massenspektrometrie.
Mit diesen Methoden konnten die Wissenschafter sichtbar machen, wie verschiedene Proteine beim Zusammenbau des Enzyms mitwirken. Diese Assemblierungsfaktoren stellen sicher, dass die RNA-Polymerase II korrekt zusammengesetzt wird und nicht vorzeitig mit anderen Komponenten der Transkriptionsmaschinerie reagiert.
Die Studie zeigt zudem einen GTP-abhängigen Regulationsmechanismus, der steuert, wann bestimmte Faktoren während des Aufbauprozesses an die RNA-Polymerase II gebunden sind.
Interdisziplinäre Zusammenarbeit
Die Ergebnisse ermöglichen ein präziseres Verständnis davon, wie die RNA-Polymerase II reguliert und schrittweise zu einem funktionsfähigen Enzym zusammengebaut wird. Die Arbeit demonstriert das Potenzial integrativer Strukturbiologie, bei der moderne analytische und strukturbiologische Verfahren kombiniert werden.
Die Publikation unterstreicht die Expertise des Institute Krems Bioanalytics in der Molekular- und Strukturbiologie sowie die Bedeutung interdisziplinärer Kooperation bei der Erforschung grundlegender biologischer Prozesse.
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