Ribosomen slapen bij stress, met gevolgen voor cellen
Elke cel heeft ribosomen nodig om eiwitten te maken. Maar bij stress gaan die ribosomen in een soort slaapstand. Nieuw onderzoek laat zien hoe dat precies werkt, en wat dat betekent voor cellen die ouder worden.
Ribosomen zijn de moleculaire machines in cellen die eiwitten aanmaken. Wanneer een cel onder druk staat, stoppen veel ribosomen met werken: ze gaan in een toestand die ‘hibernatie’ heet. Met een geavanceerde microscopietechniek (cryo-elektronenmicroscopie van celextracten) hebben onderzoekers voor het eerst gedetailleerd in beeld gebracht welke eiwitten inactieve ribosomen afdekken en beschermen. De studie verscheen in eLife.
eEF2 als belangrijkste slaapbewaker
Het eiwit eEF2 (elongatiefactor 2) bleek aan meer dan 95 procent van de slapende ribosomen gebonden te zijn. Dat was onverwacht: eEF2 was eerder alleen bekend als onderdeel van de actieve eiwitsynthese, niet als beschermer van slapende ribosomen. Ook bleken slapende ribosomen een heel scala aan andere eiwitten te dragen, waaronder factoren die betrokken zijn bij het mTOR-signaalpad (een netwerk dat celgroei en veroudering reguleert).
Dit is relevant voor veroudering omdat de kwaliteitscontrole van eiwitten (proteostase) met de leeftijd afneemt. Cellen worden minder goed in het aanmaken van de juiste eiwitten op het juiste moment. Als ribosomen in de verkeerde slaaptoestand blijven steken, kan dat de eiwitsynthese verstoren en bijdragen aan celdysfunctie.
Nieuwe methode als sleutel
De onderzoekers gebruikten een nieuwe aanpak: ze bestudeerden celextracten in plaats van gezuiverde moleculen. Daardoor bleef de complexiteit van de cel beter bewaard. De resolutie was hoog genoeg om moleculaire interacties op atomair niveau te zien. Of de bevindingen direct vertaalbaar zijn naar menselijke veroudering, is nog niet onderzocht.
Zoektermen om verder te zoeken: ribosoom hibernatie stressrespons cellen, eiwitsynthese proteostase veroudering, mTOR-signaalpad ribosoom regulatie