RNA-Modifikationen stabilisieren Ribosomen bei extremen Temperaturen*

Ein internationales Forscherkonsortium mit Teams aus Israel, Deutschland, den USA, Frankreich, Japan, China, Österreich und Polen hat entdeckt, dass Ribosomen von Organismen, die bei extrem hohen Temperaturen gedeihen, die strukturelle Integrität ihrer Makromoleküle durch dynamische Regulierung spezifischer RNA-Modifikationen aufrechterhalten. Die Arbeit wurde von Schraga Schwartz und Moran Shalev-Benami vom Weizmann Institut koordiniert und geleitet und kürzlich in Cell veröffentlicht.

Das Team rund um Sebastian Glatt, Professor für Systemgenetik an der Vetmeduni in Wien und Gruppenleiter am Malopolska Centre of Biotechnology der Jagiellonian University, nutzte seine kürzlich entwickelte Methode namens DyRNA-Thermometrie, um die Effekte zu bestätigen, die andere Teams des Konsortiums in vivo mit gereinigten RNA-Komponenten beobachtet hatten. Dieser von Jakbub Nowak entwickelte Ansatz ermöglicht eine hochpräzise Überwachung von Konformationsänderungen in der RNA in Abhängigkeit von Temperatur und Umgebungsbedingungen, indem temperaturabhängige Schwankungen der Fluoreszenzintensität genutzt werden. Mit dieser Methode konnten die Forscher:innen nachweisen, dass chemische Modifikationen von ribosomalen RNAs, wie Methylierung (m⁵C) und Acetylierung (ac⁴C), synergistisch wirken, um die Stabilität bestimmter Regionen innerhalb der RNA zu erhöhen. Die Entdeckung liefert einen direkten experimentellen Beweis dafür, dass die lokale Konformationsstabilisierung durch RNA-Modifikationen ein Schlüsselmechanismus für die Aufrechterhaltung des strukturellen und funktionellen Gleichgewichts von Ribosomen bei erhöhten Temperaturen ist.

Jakbub Nowak erklärt: „Die DyRNA-Thermometrie-Methode ermöglicht die direkte Messung der RNA-Stabilität auf lokaler Ebene, sodass wir verfolgen können, wie bestimmte chemische Modifikationen das strukturelle Gleichgewicht der RNA beeinflussen. Dank dieser Präzision können wir subtile Veränderungen erkennen, die für die Aufrechterhaltung der richtigen Konformation des Moleküls entscheidend sind.“ Sebastian Glatt fügt hinzu: „Dies ist ein klares Beispiel dafür, wie die Integration biochemischer, struktureller und biophysikalischer Ansätze uns hilft zu verstehen, wie RNA ihre Funktion unter extremen Bedingungen aufrechterhält. RNA-Modifikationen wirken als Regulatoren der Konformationsstabilität und ermöglichen es dem Molekül, seine korrekte Architektur auch bei erheblichen Temperaturschwankungen beizubehalten.“

Die von Jakub Nowak durchgeführten Experimente wurden unter Verwendung der kürzlich eingerichteten Core Facility for Macromolecular Characterisation (MCCF) am MCB UJ durchgeführt. Das Projekt wurde vom Europäischen Forschungsrat (ERC) im Rahmen des Programms Horizon 2020 (Fördernummer 101001394, SG) finanziert.

Der Artikel "Pan-modification profiling facilitates a cross-evolutionary dissection of the thermoregulated ribosomal epitranscriptome" von Garcia-Campos M.A. et al. wurde in Cell veröffentlicht.

Wissenschaftlicher Artikel

Glatt Lab

Malopolska Centre of Biotechnology

Jagiellonian University 

European Research Council (ERC)

Weizmann Institute of Science



*Pressemitteilung Malopolska Centre of Biotechnology/Jagiellonian University Krakow, 02.12.2025