Термин шаперон используется в клеточной биологии применительно к группе белков, предотвращающих нежелательные контакты между другими белками. Такие контакты могут оказаться особенно опасными во время синтеза белка – процесса, происходящего в рибосомах клетки. Образующаяся в рибосоме цепочка из 20 различных аминокислот находится в туннеле и не появляется оттуда, пока не достигнет определенной длины.

Исследовательская группа во главе с профессором биохимии доктором Сабиной Росперт (Sabine Rospert) из Фрайбургского университета Альберта-Людвига (Albert-Ludwigs-Universität Freiburg) изучает, как шапероны в конце туннеля рибосомы влияют на судьбу вновь синтезированных белков и как их функционирование координируется во времени и пространстве. В 2005 году группа профессора Росперт открыла шаперон ZRF1 в конце туннеля рибосом клеток человека. ZRF1 демонстрирует структурные характеристики, типичные только для белков, влияющих на структуру хроматина. Хроматин представляет собой сочетание ДНК, гистонов и других белков в ядре клетки. ДНК содержит информацию, необходимую рибосоме для синтеза аминокислотных цепочек. Генные сегменты ДНК, транслирующиеся в транскрипты именно для этой цели, покидают ядро, чтобы программировать рибосомальный синтез определенных белков.

Шаперон ZRF1 помогает рибосоме регулировать синтез белка. Новое исследование показывает, что он принимает участие и в регуляции трансляции сегментов ДНК в транскрипты в ядре клетки. (Рисунок: pr.uni-freiburg.de)

Зачем шаперону в конце туннеля рибосомы нужно обладать характеристиками, которые могут влиять на структуру хроматина в ядре? Благодаря сотрудничеству группы Росперт и группы профессора биологии доктора Лучиано Ди Кроче (Luciano Di Croce) из Центра геномной регуляции (Centre for Genomic Regulation) в Барселоне, Испания, ученые стали на шаг ближе к ответу на этот вопрос. Ди Кроче изучает белковые комплексы, воздействующие на структуру хроматина и, следовательно, на синтез транскриптов. Решающую роль в этих процессах играют обратимые модификации гистоновых белков в хроматине. Проведенные учеными эксперименты выявили, что ZRF1 оказывает влияние на модификацию гистонового белка, что приводит к синтезу определенной группы транскриптов в течение ограниченного периода времени.

Эти результаты, опубликованные в журнале Nature, представляют собой важный шаг к пониманию связи между функциями ZRF1 в рибосоме и в хроматине. Открытие того, что молекула шаперона имеет двойную функцию, как в процессе транскрипции, так и в трансляции транскриптов в белки, реализующуюся в различных местах клетки и в разное время, является первым важным доказательством предположения, что между регуляцией этих двух процессов существует связь