Project

Discipline

RNA turnover; Ribosome assembly; protein targeting; mitochondria

Lead
Orchestrating ribosome assembly with flexible/disordered protein tails
Lay summary
Die eukaryotische Ribosomen assembly wird im Nucleolus durch RNA-Pol-I-gesteuerte Transkription von ribosomalen DNA-Repeats initiiert. Die aufkommende RNA (Prä-rRNA) assoziiert mit 40S-spezifischen Assembly Faktoren, r-Proteinen und zahlreichen snoRNAs den frühesten Ribosomen Partikle, der auch als Prozessom der kleinen 40S Ribosomen bezeichnet wird. Endonukleolytische Spaltung setzt das 40S-Prä-Ribosom frei und ermöglicht es der verbleibenden wachsenden Prä-rRNA, 60S-spezifische Assemblierungsfaktoren und r-Proteine zu laden, um die 60S-Prä-Ribosomen-Assembly zu initiieren. Frühe nukleolare Reifungsschritte umfassen das korrekte R-Protein-Targeting zur dynamischen Faltung von Prä-rRNA, die Herstellung korrekter Tertiärkontakte für die Prä-rRNA-Verdichtung und den Umsatz / die Verarbeitung von Prä-rRNA. Diese uncharakterisierten Ereignisse werden durch zahlreiche Assemblierungsfaktoren und energieverbrauchende Enzyme koordiniert. Kryo-Elektronenmikroskopie-Studien beginnen, strukturelle Schnappschüsse des Prozesses der eukaryotischen Ribosomen-Assemblierung zu liefern. Diese Studien haben gezeigt, dass Montagefaktoren oft lange flexible und / oder ungeordnete Schwänze besitzen. Durch die Kombination verschiedener funktionaler Ansätze mit strukturbiologischen Werkzeugen werden wir mechanistische und evolutionäre Einblicke in flexible und / oder ungeordnete Segmente liefern, um verschiedene Aufgaben zu koordinieren, einschließlich des korrekten Targetings von r-Proteinen auf ihre rRNA-Bindungsstelle, des Ladens der RNA-Umsatz- / Verarbeitungsmaschinerie, und Prä-rRNA-Faltung / Verdichtung, die wesentlich ist, um Funktionalität zu erlangen.

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Last update: 26.05.2020

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Eukaryotic ribosome assembly is initiated in the nucleolus, by RNA Pol-I driven transcription of ribosomal DNA repeats. The emerging precursor RNA (pre-rRNA) associates with 40S-specific assembly factors, r-proteins and numerous snoRNAs to form the earliest ribosome precursor, also termed as small subunit processome. Endonucleolytic cleavage releases the 40S pre-ribosome, and permits the remaining growing pre-rRNA to load 60S-specific assembly factors and r-proteins to initiate 60S pre-ribosome assembly. Early nucleolar maturation steps involve correct r-protein targeting to dynamically folding pre-rRNA, establishing correct tertiary contacts for pre-rRNA compaction, and turnover/processing of pre-rRNA. These poorly characterized events are orchestrated by a multitude of assembly factors and energy-consuming enzymes driving pre-ribosomes towards export competence. Cryo-electron microscopy studies are localizing the folded globular domains of assembly factors on maturing pre-ribosomes, and beginning to provide structural snapshots of the process of eukaryotic ribosome assembly. These studies have revealed that, like r-proteins, assembly factors often possess long flexible and/or disordered tails. By combining diverse functional approaches with structural biology tools, we will provide mechanistic and evolutionary insights into (1) how RNA-binding domains employ flexible and/or disordered segments to orchestrate diverse tasks including correct targeting of r-proteins to their rRNA binding site (2) loading of the RNA turnover/processing machinery, and (3) pre-rRNA compaction essential to achieve nuclear export competence.