Sanyal labb

Suparna Sanyals lab studerar bakteriell proteinsyntes och ribosomens roll i veckning av proteiner. Vi är speciellt intresserade av rollens av GTP hydrolys i olika steg i translationen, antibiotika som angriper ribosom, funktionerna av ribosomala proteiner, samt flertal faktorer inblandade i terminering av proteinsyntesen. Vi arbetar för närvarande med proteinsyntesen i mycobakterier, som orsakar tuberkulos. Vi har utvecklat en rekonstituerad transkription-translation-viksystem (RTTF) med en syntetisk biologi strategi som kan producera aktiva proteiner i provröret. Dessutom, har vi också demonstrerat ribosomens roll i proteinveckning (PFAR) och hittat en koppling av PFAR till prionsjukdomar.

Populärvetenskaplig presentation

Proteinsyntes och proteinveckning - mekanismer, sjukdomar och bioteknik

Ribosomen är cellens proteinfabrik, den läser den genetiska koden från budbärar RNA (av engelskans messenger-RNA, förkortat mRNA) molekyler och sätter sedan ihop de korresponderande aminosyrorna till proteiner. Proteinsyntesen kräver även ett flertal hjälpproteiner, så kallade translationsfaktorer som alla har viktiga roller att spela i denna mycket komplicerade process. I vårt labb försöker vi förstå hur ribosomen och de olika translationsfaktorerna fungerar och hur de samarbetar för att koordinera proteinsyntesen och hur de olika stadierna i processen går till.

De flesta av våra experiments genomförs i provrör (snarare än i levande celler) med avancerade biokemiska och molekylärbiologiska metoder vilket ger oss en uppfattning om hur de olika komponenterna fungerar även inne i cellen. Dessutom låter det oss studera hur antibiotika, som ofta angriper ribosomen i bakterier, fungerar. Dessa studieer är särskilt viktiga för att bekämpa allvarliga antibiotikaresistenta bakterier som t.ex. de som orsakar tuberkulos. I framtiden kan dessa studier även bidra till design av nya antibiotika mot resistenta mikrober. Utöver detta så kan vi nu med hjälp av de individuella komponenterna i proteinsyntesmaskineriet producera olika proteiner artificiellt i laboratoriet vilket är ett av de första stegen till att skapa en helt syntetisk cell.

Efter att ett protein byggts upp av ribosomen så måste det veckas för att få sin tilltänkta funktion. Vi har demonstrerat att ribosomen själv kan hjälpa nybildade proteiner att hitta sin rätta veckning. Nyligen har vi även hittat en koppling mellan denna funktion hos ribosomen och prionsjukdomar som t.ex. galna ko-sjukan, scrapie och Creutzfeldt-Jacobs sjukdom. Prioner är felveckade proteiner som kan överföra sin defekta veckning till andra korrekt fungerade proteiner och bilda så kallade amyloidfibrer vilka kan skada olika organ, bland annat hjärnan. Vi håller just nu på med att studera ribosomens roll i att vecka prionproteiner vilket kommer låta oss bidra till att utveckla strategier för att bekämpa dessa allvarliga sjukdomar.

Forskning

...

Ribosomal dynamics during translocation in Giardia ribosomes

Giardia is a protozoan parasite causing diarrhea in mammals. Giardia being a protozoa shows intermediate features of bacteria and higher eukaryotes in its ribosome. Interesting is that the ribosome shows eukaryote specific subunit rolling (in addition to universal rotation movement), but that too in a lesser degree than human ribosomes. We also show here for the first time all intricate steps of translation elongation including movements of tRNA, elongation factor eEF2 and the L1-stalk. We see eEF2 in GDP + Pi state, which allows us to decipher the mechanism of Pi release.

https://youtu.be/rNpg7SE3gAA

https://youtube.com/shorts/Woi3WfbgFeo?feature=share

Read the full story at https://doi.org/10.1093/nar/gkad176

Reference: Majumdar S, Emmerich A, Krakovka S, Mandava CS, Svärd SG, Sanyal S. Insights into translocation mechanism and ribosome evolution from cryo-EM structures of translocation intermediates of Giardia intestinalis. Nucleic Acids Res. 2023 Mar 13:gkad176. doi: 10.1093/nar/gkad176. Epub ahead of print. PMID: 36912103.