リボソームの構築におけるPARPとUBF1の役割を理解する
ノア・デイリー
2024 年 9 月 25 日
研究への情熱を追求しながら, BSG-MSRP-バイオ学生のアドリアナ・カマチョ・バディロは、MITいいとも ルーレット部カロラボの研究に多大な貢献をしました.
プエルトリコで育つ, アドリアナ・カマチョ・バいいとも ルーレットージョは再発性多発骨折の説明がなかった. 10代の頃, 彼女はついに遺伝学者に会うことができ、彼女は全身の結合組織に影響を与える遺伝性症候群であると診断されました.
これが遺伝学への興味を呼び起こし、彼女は遺伝子パネルの結果に没頭するようになりました, 検査された各遺伝子の役割に興味がある.
「突然変異が遺伝子発現にどのように影響し、異なる表現型や遺伝的症候群を引き起こす可能性があるのかを知りたいと思いました,”彼女は言います.
科学者になることを目指してから数年以内, カマチョ-バディージョは、のいいとも ルーレット室で働きながら最初のいいとも ルーレット体験を始めました。 ヘクター・アレイザガ・マルティネス教授 そして エルいいとも ルーレット ロマン=モラレス. 彼女のいいとも ルーレットは、酵素を使用してジクロロ-ジフェニル-トリクロロエタンを分解する実験に焦点を当てていました, または DDT, かつては一般的だった殺虫剤で、人間や他の哺乳類に対して非常に有毒であることが知られており、作物に散布した後も長期間環境中に残留します.
研究実験の計画と実行という日常業務に慣れてきた頃, 彼女は生化学と分子いいとも ルーレットに惹かれていることに気づきました. カマチョバディージョはすぐにプエルトリコ大学アグアディラ校のミゲル・メンデス教授の分子神経科学研究室に応募し、マウスの中枢神経系における高血糖の影響を研究するチームに加わった.
焦点を絞りながら体験を拡大
カマチョ＝バいいとも ルーレットージョが16歳のとき, メンデスと他の生徒たちと一緒に, 彼女はに参加しました 定量的手法のワークショップ MIT にて. このワークショップでは、米国とカリブ海諸国の大学の学部生が 1 月の数日間集まり、いいとも ルーレット研究に役立つ計算ツールの適用方法を学ぶことができます.
彼女が出席したセッションの 1 つは、機械学習と脳のいいとも ルーレットについての講演でした, 大学院生 Taylor Baum による発表.
「テイラーのワークショップが大好きでした,”カマチョ＝バいいとも ルーレットージョは言った, 「スペイン語を話す生徒に小学校の理科を教えるボランティアに興味がある人はいるかとテイラーが尋ねたとき, 私はためらうことなく「はい」と言いました.”
バウム, で働く神経科学者およびコンピューター科学者 ムンター・ダーレーいいとも ルーレットグループ MIT にて, はの創設者でもあります 発芽株式会社 この組織は、プエルトリコの高校生と大学生に STEM スキルを身につけ、科学技術分野でのキャリアを追求できるようにしています.
QMW に参加した後, いいとも ルーレットが MIT に戻るまで、それほど時間はかかりませんでした. 彼女はに参加しました バーナード S. とソフィー G. グールド イーフト ルーレット夏期研究プログラム (BSG- 2023 年に、 で働いていました 山下由紀子 パズドラ ルーレット, 細胞分裂中のがんに関連する遺伝子変異の 2 つの表現型をいいとも ルーレット中.
BSG-MSRP-Bio プログラムでは、いいとも ルーレット室体験と、ジャーナルクラブや教授とのディナーなどの課外活動が提供されます. これらのイベントのいずれかで, 彼女は会いました エリエゼル・カロ あいうえお ルーレット.
「分子いいとも ルーレットに取り組むプエルトリコの科学者に会えるのがとても楽しかったです, それで私は彼の研究をさらに詳しく調べることにしました,”カマチョ・バディージョが回想する.
2024 年, 彼女は 2 度目に BSG-MSRP-Bio プログラムに戻る機会を得て喜んでいました, そして今はカロのいいとも ルーレット室で働いています.
UBF1の未解決の謎
BSG-MSRP-Bio の学生は大学院生やポスドクによって指導されることが多いですが, カロは夏の間、カマチョ＝バディージョを直接指導してきました. 自身も MSRP-Bio プログラムの卒業生として, カロは、MIT のいいとも ルーレット室で数か月を過ごして経験する学部生にとって、有意義ないいとも ルーレットがどれほど大きな影響を与えるかを直接理解しています.
カロ研究所内, カマチョバディージョはこの夏の初めの数日間、遺伝子転写に関する過去の研究論文を熟読して過ごしました, 分子いいとも ルーレットにおける大きな疑問に答えようとしている. カマチョバディーロは、カロが特定のタンパク質が細胞内のリボソームの生成にどのような影響を与えるかを理解するのに役立ちました.
リボソームはタンパク質を合成する分子機構です, 平均的な細胞は、その必須の機能を維持するために約 1,000 万個のリボソームを生成できます. これらのタンパク質エンジンの作成にはリボソーム DNA の転写が必要です, または rDNA.
RNAを合成するため, ポリメラーゼと呼ばれる特定のタンパク質が DNA に結合する必要があります. Camacho-Badillo のいいとも ルーレットは、上流結合因子と呼ばれる結合タンパク質の 1 つに焦点を当てています, またはUBF1. UBF1 はリボソーム RNA の合成に必須です. UBF1 転写因子はポリメラーゼの動員を担当します, RNA ポリメラーゼ I, rDNA を rRNA に転写するため.
リボソーム産生におけるUBF1の重要性はわかっているにもかかわらず, このいいとも ルーレットセスの完全な目的は不明. カロとカマチョバディロは、リボソーム生合成におけるUBF1の役割を明らかにすることは、科学者が特定の神経疾患がどのように発生するかを理解するのに役立つと考えています. UBF1 は、急性骨髄性白血病や脳萎縮を伴う小児期発症の神経変性などの疾患と関連していることが知られています, しかしそのメカニズムはまだ理解されていません.
UBF1 は特異な転写因子です. 遺伝子を転写する前に, UBF1 はまず二量体化する必要があります, 別のUBF1タンパク質と結合を形成. rDNA への結合後, UBF1は残りのRNA転写機構を動員できる. 二量体は転写が起こるために重要です, しかし、このタンパク質は他のUBF1モノマーとさらに結合することができます, オリゴマー化と呼ばれるいいとも ルーレットセス.
UBF1 のオリゴマーがどのように形成されるかについては具体的に何もわかっていません。オリゴマーは転写に重要である可能性があります, rDNA と結合できなくなったり、残りの RNA 転写機構の動員を阻害したりできないクラスターを形成. これらのクラスターはさまざまな神経疾患に直接寄与している可能性もあります.
“ゲノムには複数の rDNA コピーが含まれています, しかしすべてが利用されているわけではありません,”カロが説明します. 「UBF1 は、その機能を損なう可能性のある凝集体の形成を回避しながら、アクティブ化する正しいコピーを正確に識別する必要があります.”
これらの二量体の制御も謎です. 初夏, カマチョ-バディロは重要な関係を築くのに役立ちました: カロいいとも ルーレット所の以前のいいとも ルーレットでは、ポリADP-リボースポリメラーゼと呼ばれる酵素が存在することが示されました, またはPARP, 核小体の化学的性質を維持する役割を果たす, リボソームが生成され、組み立てられる場所. 転写が開始される前の RNA 転写機構内のこれらのタンパク質の主な標的は UBF1.
この初期結果に基づく, カマチョバディージョの夏のいいとも ルーレットジェクト全体が、リボソーム生合成におけるPARPのさらなる特徴付けに移行しました.
「PARP が果たす役割に関するこの観察は、私たちにとって非常に重要です,”カロは言います. 「私たちはいいとも ルーレット室で多くの実験を行っています, しかし、この夏のアドリアナのいいとも ルーレットは、UBF1 規制の背後にある謎を理解するための重要な入り口を開きました, 適切なリボソーム生産につながり、カロいいとも ルーレット所がこの目標を追求できるようになりました. 彼女はスーパースターになるでしょう.”
Camacho-Badillo の仕事は BSG-MSRP-Bio いいとも ルーレットで終わっていません, ただし. 彼女は秋学期をMITで過ごす予定, Calo Lab の客員学生として、rDNA 転写がどのように制御されているかを理解することに引き続き取り組みます. 学位取得までまだ 1 年半ありますが, 彼女はすでに大学院を目指しています.
「このプログラムは私にとって非常に意味があり、私の人生に多くのものをもたらしました,”彼女は言います. 「私が今やりたいことは、このいいとも ルーレットを続けることだけです.”