Органоид из пробирки: Синтетическая рибосома

Ученые успешно получили искусственным путем один из важнейших органоидов живой клетки – рибосому. Этот научный прорыв может привести к появлению новых антибиотиков и созданию «генераторов» модифицированных белков.
Популярная механика
Популярная механика редакция
Органоид из пробирки: Синтетическая рибосома

Предыдущие попытки получить «рибосому из пробирки» на протяжении десятилетий приносили не слишком впечатляющие результаты. Созданные рибосомы функционировали далеко не идеально, и то только в условиях, далеких от естественной внутриклеточной среды. Кроме того, исследователям никак не удавалось объединить синтез компонентов рибосомы и сборку из них большой рибонуклеопротеидной частицы (предшественника полноценной рибосомы) в одном процессе.

Однако синтетический биолог Майкл Джеветт (Michael C. Jewett) и генетик Джордж Черч (George M. Church) смогли создать искусственную рибосому, разработав процесс iSAT (integrated synthesis, assembly and translation), позволяющий осуществить синтез и сборку рибосомы в одной пробирке — и «новорожденные» рибосомы сразу же могут приступить к своим непосредственным обязанностям (синтезу белков на основе генетической информации, «записанной» в РНК).

Джеветт сравнивает рибосому с шеф-поваром: этот органоид, состоящий из 54 белков и трех нитей РНК, способен «приготовить» тысячи различных белков, каждый из которых необходим для жизнедеятельности клетки.

Технология iSAT имитирует процессы образования рибосом в живых клетках. Ученым удалось получить полностью синтетическую рибосомальную РНК. После введения в среду необходимых белков рибосомы самоорганизовались и начали функционировать: в ходе эксперимента ученым удалось подтвердить, что искусственные рибосомы способны транслировать люциферазу (белок, благодаря которому светятся светлячки). Также исследователи продемонстрировали возможность создания с помощью iSAT модифицированной рибосомы с точечной мутацией, обеспечивающей устойчивость к антибиотику клиндамицину.

Дальнейшие работы в этой области могут привести к более глубокому пониманию механизмов работы рибосом, разработке новых антибиотиков, блокирующих синтез рибосом в бактериальных клетках и созданию модифицированных рибосом, которые производят не те белки, которые «запрограммированы» природой, а те, которые нужны учёным.

Следующим шагом в исследованиях Черча и Джеветта будет синтез не только рибосомальной РНК, но и всех 54 белков, необходимых для сборки рибосомы.

По пресс-релизу Northwestern University