NEDDylation stabilizes eIF3g and eIF3i during stress

प्रत्येक जीवित कोशिका के भीतर, एक निरंतर और सूक्ष्म मशीनरी काम करती है जो आनुवंशिक निर्देशों को उन प्रोटीनों में बदलने के लिए कार्य करती है जो शरीर का निर्माण और मरम्मत करते हैं। यह प्रक्रिया, जिसे ट्रांसलेशन (अनुवाद) कहा जाता है, आणविक सहायकों की एक टीम पर निर्भर करती है जो निर्माण शुरू करने के लिए एक आनुवंशिक संदेश के प्रारंभ में एकत्र होते हैं। हालाँकि, जब कोशिका किसी अचानक समस्या, जैसे कि जहरीले रसायन या अत्यधिक गर्मी का सामना करती है, तो उसे 'पॉज बटन' दबाना पड़ता है। जीवित रहने के लिए, कोशिका अपने तरल आंतरिक भाग में अस्थायी, जेल जैसे क्लस्टर बनाती है जिन्हें स्ट्रेस ग्रेन्यूल्स (तनाव कण) कहा जाता है। ये संरचनाएं होल्डिंग पेन (रोकने वाले स्थान) के रूप में कार्य करती हैं, जो रुके हुए निर्माण दलों और उनके अधूरे ब्लूप्रिंट को तब तक लॉक करके रखती हैं जब तक कि खतरा टल न जाए। एक बार जब वातावरण स्थिर हो जाता है, तो कोशिका को निर्माण फिर से शुरू करने के लिए इन दलों को जल्दी से मुक्त करने की आवश्यकता होती है। वैज्ञानिकों के लिए एक महत्वपूर्ण प्रश्न यह रहा है कि निर्माण टीम के विशिष्ट हिस्सों को इन होल्डिंग पेन में प्रवेश करने के लिए कैसे चुना जाता है, और यह भी कि समान रूप से महत्वपूर्ण, उन्हें प्रतीक्षा के दौरान नष्ट होने से कैसे बचाया जाता है, ताकि वे फिर से काम करने के लिए तैयार रह सकें।

शोधकर्ताओं ने अब एक विशिष्ट रासायनिक टैग की खोज की है जो इस निर्माण टीम के दो प्रमुख सदस्यों के लिए एक ढाल के रूप में कार्य करता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि वे तनाव से बच सकें और अपने कार्यों पर वापस लौट सकें। यह अध्ययन NEDDylation नामक एक प्रक्रिया पर केंद्रित है, जहाँ व्यवहार या स्थान को बदलने के लिए अन्य प्रोटीनों से एक छोटा प्रोटीन मार्कर जोड़ा जाता है। सामान्य परिस्थितियों में और तनाव के दौरान कौन से प्रोटीन इस मार्कर को ले जाते हैं, इसका मानचित्रण करके, टीम ने eIF3g और eIF3i के रूप में जाने जाने वाले दो आवश्यक कारकों की पहचान की, जो उच्च-विश्वास वाले लक्ष्य हैं। ये कारक उस इनीशिएशन कॉम्प्लेक्स (प्रारंभिक परिसर) का हिस्सा हैं जो प्रोटीन उत्पादन शुरू करता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि सामान्य परिस्थितियों में, ये कारक NEDDylation टैग ले जाते हैं, लेकिन जब कोशिका आर्सेनाइट (arsenite) द्वारा तनावग्रस्त होती है, तो इस कॉम्प्लेक्स पर इस टैग की मात्रा गिर जाती है। इस गिरावट के बावजूद, टैग किए गए संस्करण ही वे कारक हैं जो सफलतापूर्वक स्ट्रेस ग्रेन्यूल्स में प्रवेश करते हैं।

जांच से पता चला कि इन कारकों में से एक, eIF3g की भौतिक संरचना, इस प्रक्रिया के लिए महत्वपूर्ण है। केवल eIF3g का पूर्ण-लंबाई वाला संस्करण, जिसमें एक विशिष्ट क्षेत्र शामिल है जिसे RRM डोमेन कहा जाता है, स्ट्रेस ग्रेन्यूल्स में भर्ती किया जाता है। जब शोधकर्ताओं ने eIF3g के उस संस्करण का परीक्षण किया जिसमें यह RRM डोमेन गायब था, तो उन्होंने पाया कि इसने स्ट्रेस ग्रेन्यूल्स के निर्माण को मजबूती से बाधित किया, और एक विघटनकारी तत्व के रूप में कार्य किया। इसके विपरीत, केवल RRM डोमेन स्वयं ग्रेन्यूल्स में प्रवेश नहीं कर सका और न ही उनके निर्माण को रोका। यह सुझाव देता है कि कारक को कोशिका की आपातकालीन प्रतिक्रिया में अपनी उचित भूमिका निभाने के लिए पूर्ण, अखंड संरचना की आवश्यकता होती है।

NEDDylation टैग के महत्व को समझने के लिए, टीम ने इन मार्करों को जोड़ने के लिए जिम्मेदार कोशिकीय मार्ग में हस्तक्षेप किया। उन्होंने उस एंजाइम को रोकने के लिए एक रासायनिक अवरोधक (inhibitor) का उपयोग किया जो टैगिंग प्रक्रिया शुरू करता है, टैगिंग प्रणाली के अन्य घटकों को हटाया, या एक ऐसा एंजाइम जोड़ा जो टैग को हटा देता है। प्रत्येक मामले में जहाँ टैगिंग प्रणाली को अक्षम किया गया था, तनाव के दौरान eIF3g और eIF3i प्रोटीन का स्तर तेजी से गिर गया। यह इंगित करता है कि NEDDylation मार्क के बिना, ये प्रोटीन न केवल स्ट्रेस ग्रेन्यूल्स में प्रवेश करने में विफल हो रहे हैं, बल्कि उन्हें नष्ट या विघटित किया जा रहा है। निष्कर्ष बताते हैं कि NEDDylation इन प्रोटीनों के एक विशिष्ट समूह को चिह्नित करता है जो टूटने के प्रति प्रतिरोधी है, जिससे वे स्ट्रेस ग्रेन्यूल्स के भीतर जीवित रह पाते हैं। यह तंत्र टैगिंग प्रणाली को सीधे ट्रांसलेशन के लिए आवश्यक प्रोटीनों की स्थिरता से जोड़ता है, यह सुनिश्चित करता है कि जब तनाव समाप्त हो जाता है, तो कोशिका के पास प्रोटीन उत्पादन को फिर से शुरू करने के लिए आवश्यक उपकरण उपलब्ध हों।