Crio-EM de extracto revela el FCE2 como un factor principal de hibernación en partículas 60S y 80S

Área de la Ciencia:

• Biología estructural
• Biología celular molecular
• Biofísica

Sus antecedentes:

• La crio-microscopía electrónica (crio-EM) ha avanzado en la determinación de la estructura de macromoléculas.
• La crio-EM tradicional de partícula única requiere muestras purificadas, careciendo de contexto celular.
• La crio-EM in situ y la tomografía crio-electrónica (crio-ET) enfrentan desafíos en la preparación de muestras y la adquisición de datos para alta resolución.

Objetivo del estudio:

• Introducir y validar la crio-EM de lisados celulares (crio-EM in extracto) como un método para estudios estructurales de alta resolución.
• Investigar la composición y estructura del aparato de traducción de mamíferos en un estado casi nativo.
• Analizar los estados de hibernación ribosomal y los factores proteicos asociados.

Principales métodos:

• Crio-microscopía electrónica de lisados celulares (crio-EM in extracto).
• Emparejamiento de plantillas 2D de alta resolución (2DTM) para la generación de mapas (resolución de aproximadamente 2,2 Å).
• Análisis de poblaciones de ribosomas en líneas de células de primate (MCF-7, BSC-1) y lisados de reticulocitos de conejo.

Principales resultados:

• Se obtuvieron mapas de resolución casi atómica del aparato de traducción de mamíferos utilizando crio-EM in extracto.
• Se cuantificó la abundancia de ribosomas en elongación (aproximadamente 10%–70%), lo que indica estrés de traducción.
• Se identificaron numerosas proteínas asociadas con ribosomas no traductores (hibernantes), incluido el factor de elongación 2 (FCE2), LARP1 y eIF5A.
• Se encontró que el factor de elongación 2 (FCE2) estaba unido a >95% de los ribosomas hibernantes y, de manera inesperada, a subunidades 60S, estabilizado por interacciones específicas.
• Se caracterizaron diversos escenarios de hibernación que involucran factores de iniciación, elongación y terminación.

Conclusiones:

• La crio-EM in extracto ofrece un enfoque poderoso que combina la flexibilidad de la crio-EM con la complejidad de los entornos celulares.
• Este método permite el descubrimiento de complejos y mecanismos celulares nativos a resolución casi atómica.
• El estudio revela información detallada sobre la hibernación ribosomal y la regulación de la traducción.