Исследование рибосомы в атомных деталях открывает новые перспективы для изучения рака, анемии и болезни Альцгеймера
Новаторское исследование человеческой рибосомы показывает, что эта крошечная молекулярная машина более универсальна, чем считалось ранее. Незначительные изменения в её структуре могут менять её работу, позволяя адаптироваться к изменяющейся среде.
"С практической точки зрения, эти первые исследования атомного механизма человеческой рибосомы открывают окно в целый спектр заболеваний: от анемии до рака и болезни Альцгеймера", — заявила исследователь Карлисса Сэнбонмацу из Лос-Аламосской национальной лаборатории. Публикация представляет первое исследование декодирования генетического кода человеческими рибосомами в атомных деталях.
Программируемые белковые фабрики
Рибосома, присутствующая во всех живых клетках, — это место, где создаются белки, что делает её одной из фундаментальных машин жизни.
Исследование показывает, что рибосома высоко программируема: незначительные изменения в её последовательности меняют её работу. Эти изменения позволяют ей адаптироваться к окружающей среде. В частности, человеческая рибосома демонстрирует тонкие структурные отличия от бактериальной, которые меняют её внутреннюю работу: механизм переходит от "раскачивающегося" движения к "катящемуся". Этот факт был неизвестен до проведения данного исследования.
Ключевая мишень для терапии
Рибосомы являются мишенью для 50% антибиотиков. Чтобы устранить побочные эффекты и повысить эффективность, исследователям необходимо понять, как антибиотики взаимодействуют как с бактериальными, так и с человеческими рибосомами. Кроме того, дефектные человеческие рибосомы связаны со множеством различных заболеваний.
В работе команда представляет карты крио-электронной микроскопии млекопитающих рибосомы 80S с субнанометровым разрешением, выявляя значительные различия в механизме элонгации между бактериями и млекопитающими.
Крио-электронная микроскопия была выполнена в лаборатории Кристиана Шпана в Медицинском колледже Шарите (Берлин, Германия). Компьютерное моделирование проводилось в Лос-Аламосской национальной лаборатории и Консорциуме Нью-Мексико.