мы
«Все гениальное просто!»
можем
Машины и Механизмы
(научно-популярный журнал)
Все записи
текст

Клеточную рибосому заставили работать на заказ

Открыт новый путь к созданию многих лекарств

Группа исследователей под руководством нашего соотечественника Александра Манькина (Иллинойский университет в Чикаго) и Майкла Джуветта (Северо-Западный университет) сумела модифицировать рибосому — клеточную органеллу, занятую сборкой белков из аминокислот — так, чтобы главная «фабрика белка» работала по заказу учёных.


Это позволит синтезировать новые, несуществующие в природе белки, которые могут быть лекарствами против вирусных, бактериальных инфекций и даже против рака. Кроме того, прирученную рибосому можно заставить и модифицировать существующие пептиды, чтобы сделать их более эффективными в борьбе с тем или иным заболеванием.

Подробно о результатах исследования можно узнать в статье журнала «Nature»: http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature14862.html


Кратко суть достижения учёных такова: им удалось изменить структуру рибосомы. Обычно эта органелла состоит из двух субъединиц. Малая субъединица находит в клетке мРНК (матричную РНК), передающую генетическую информацию с хранящейся в ядре ДНК и считывает её. К ней присоединяется большая субъединица, которая на основе этой информации уже занимается построением белковой цепочки из аминокислот. После формирования цепочки субъединицы расходятся.


Эффективность работы этой пары — 15-20 аминокислот в секунду. Не сказать, что учёные раньше не умели синтезировать белки, но получалось это у них значительно медленней, чем у рибосом. Так на построение одной пептидной связи распространённым методом твердофазного синтеза уходит около 10-15 минут. То есть целый белок может синтезироваться в течение нескольких дней.


Команде Манькина и Джуветта удалось связать две субъединицы рибосомы, запретив им расходиться после синтеза. Такая «арестованная» система производит белок не тогда, когда, условно говоря, ей хочется, а тогда, когда этого хочется учёным. При том эта модифицированная рибосома продолжает функционировать в живой клетке, а главное функционировать продолжает сама клетка, хотя, по словам Манькина, растёт она в два раза медленней обычно. Видимо, сшитые субъединицы всё же испытывают какие-то трудности, вероятно, со считыванием мРНК. Но у учёных ещё будет время, чтобы исправить этот «баг».


Связанные субъединицы рибосомы. Зеленым отмечена связь.


Главное, что модифицированная рибосома работает и уже сейчас может использоваться для создания программируемых полимеров:

«Нашу рибосому с «повязанными» субчастицами можно научить синтезировать терапевтические белки, которые будут более устойчивы в клетках, и, значит, их не надо будет давать пациенту слишком часто. Или же можно эти терапевтические белки (например, моноклональные антитела) сделать лучше, подшивая к ним всевозможные «боеголовки» для атак на наших врагов — раковые клетки, патогенные бактерии и вирусы», - комментирует своё достижение Александр Манькин в интервью «Газете.RU”.


Ещё раз акцентируем внимание на значении этой разработки. Белки — основные функциональные молекулы в любом организме. Они выполняют не только структурную функцию, образуя органы и ткани. Все ферменты, гормоны, нейромедиаторы, антитела, естественные антибиотики иммунной системы и многие другие жизненно важные для организма вещества являются белковыми молекулами. Поэтому эффективный синтез пептидов — одна из наиболее важных задач, стоящих перед биохимией и медициной.

Всего 0 комментариев
Комментарии
OK OK OK OK OK OK OK