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.
Органоид из пробирки: Синтетическая рибосома
Процесс трансляции Рибосома синтезирует белок из аминокислот на основе генетической информации, предоставляемой матричной РНК.

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