Первая в мире функциональная синтетическая рибосома создана в Гарвардском университете - Гранит науки - 2009-03-17

Первая в мире функциональная синтетическая рибосома создана в Гарвардском университете (Harvard University), в лаборатории, руководимой автором важнейших методологических концепций молекулярной генетики профессором Джорджем Черчем (George Church).

Рибосома, как бы нас ни пытались ввести в заблуждение некоторые отечественные высоко статусные популяризаторы, это не белок, это сложная клеточная структура, органелла, необходимая для того, чтобы на ней собирались разнообразные белки. Рибосомы часто называют фабриками белка – именно на этих, как следует из греческого названия, рибонуклеиновокислотных тельцах, по информации, переданной с ДНК молекулами рибонуклеиновой кислоты, происходит сборка цепочки будущей белковой молекулы. Рибосома представляет собой ансамбль крупных молекул, в который входят и особые РНК, и особые белки. Важность этих органелл – очевидна, сложность по их воспроизведению в лабораторных условиях – тоже. Хотя идея научиться собирать необходимые белки вне живых клеток – в первую очередь для фармацевтических нужд - сама по себе очень привлекательна. Попытки сделать синтетическую молекулярную машину для сборки белков, т.е. рибосому, предпринимались с 60-х прошлого века, но результаты оказывались неэффективными, и для работы таких искусственных рибосом требовались очень специфические химические условия, далекие от внутриклеточных. О новой рукотворной рибосоме на семинаре выпускников Гарварда рассказал на прошлой неделе Джордж Черч.

Вместе со своим младшим коллегой Майком Джюиттом (Mike Jewett) они сначала разобрали на составные молекулы рибосому бактерии кишечной палочки (Escherichia coli). Затем собрали полученные РНК-овые и белковые компоненты вместе с соответствующими ферментами в одной пробирке, и всё это самопроизвольно сформировалось в функциональную рибосому. Эта синтетическая рибосома была использована для показательного опыта – на ней был собран фермент люцифераза, который обеспечивает светлячкам их свечение в темноте. В планах Черча и его сотрудников использование синтетических рибосом для создания нового класса белков – молекул, являющихся как бы зеркальным отражением белков, существующих в природе. Белки состоят из аминокислот, которые в природе бывают только левовращающими или левосторонними (это свойство относится к плоскости вращения поляризованного в растворе аминокислот света). Соответственно, белки из левых аминокислот подвержены разрушительному воздействию левых же ферментов. А если сделать белок только из правосторонних аминокислот, то такая молекула будет стабильной, что важно для промышленного производства различных белковых препаратов. При чисто химическом их синтезе получается левая и правая смесь, разделение которой – сложная и дорогая задача. Но в некоторых случаях такой процесс жизненно важен. Так, известен пример популярного в 1960-е годы лекарства талидомида. Это пептидный, т.е. состоящий из аминокислот, препарат, и именно плохая очистка принесла ему дурную славу (у женщин, принимавших тогда транквилизатор талидомид, рождались дети с уродствами). Дело в том, что эффективна в качестве успокоительного средства только одна оптическая форма талидомида (левая), тогда как другая (правая) вызывает дефекты развития плода. Использование для синтеза лекарственных препаратов полученных лабораторным путем рибосом позволит сэкономить, в том числе и на разделении зеркальных форм целевого продукта.