Гарвардские исследователи создали клеточную протеиновую машину

 


Профессор Медицинской Школы Гарвардского университета Джордж Чёрч (George Church) и исследователь Майкл Джюветт (Michael Jewett) сообщили, что им удалось воспроизвести в лаборатории внутриклеточные структуры, которые химически сшивают аминокислоты и тем самым синтезируют белковые молекулы. Такие молекулярные машины называются рибосомами.

Природа создала рибосомы еще на заре биологической эволюции. Этими внутриклеточными аппаратами располагают как примитивные бактерии древнейшего происхождения, так и клетки всех без исключения многоклеточных организмов. Рибосомы считывают информацию о подлежащих синтезу белковых молекулах, которые им доставляют молекулы матричной РНК, и на этой основе осуществляют биосинтез новых белков.

В состав рибосом входят как специализированные белки, так и свернутые в сложные пространственные структуры молекулы рибонуклеиновых кислот (их называют рибосомальной РНК). Рибосомы работают с помощью транспортной РНК, которая отлавливает в клеточной цитоплазме нужные аминокислоты и доставляет их к рибосомному сборочному конвейеру. В общем, эти внутриклеточные машины округлой формы поперечником порядка 30 нанометров отличаются весьма непростым устройством.

Количество рибосом в отдельной клетке может сильно меняться – от тысяч до десятков тысяч. Каждая рибосома в ходе своего рабочего цикла полностью прочитывает одну молекулу матричной РНК и в соответствии с ее программой синтезирует одну белковую молекулу. Покончив с этим заданием, она раз за разом связывается с другими молекулами РНК и изготовляет все новые и новые белковые молекулы. Обычно одна молекула матричной РНК считывается сразу несколькими рибосомами, которые в ходе этого процесса синтезируют столько же одинаковых молекул одного и того же протеина. Такой комплекс матричной РНК с группой рибосом называется полирибосомой.

Многие ключевые детали уникального метода конструирования синтетической рибосомы авторы пока не сделали достоянием гласности. Известно лишь, что экспериментаторы извлекли рибосомы из клеток кишечной палочки (E.coli) и разобрали их на части, удалив основные фрагменты рибосомальной РНК. После этого они вновь синтезировали эти фрагменты из отдельных коротких молекул РНК и объединили их с рибосомными белками. Таким образом, они не только произвели несколько миллиардов искусственных рибосом, но и опробовали их в работе. По словам авторов, рукотворные рибосомы уже продемонстрировали способность производить молекулы фермента люциферазы, благодаря которому жуки-светляки и их личинки испускают слабое зеленоватое свечение. Результаты Гарвардских исследователей трудно переоценить.


Источник: NanoNewsNet