Белки могут работать без инструкций ДНК, нарушая каноны биологии

Согласно учебникам, ДНК содержит инструкции для создания белков через матричную РНК (mRNA). Однако исследование, опубликованное 2 января в Science, впервые показало, что аминокислоты — строительные блоки белков — могут собираться и без этих «чертежей».

Учёные обнаружили, что белок Rqc2, входящий в систему контроля качества клетки, способен напрямую указывать рибосомам, какие аминокислоты добавлять к «застрявшему» и неполному белку. Этот белок, консервативный от дрожжей до человека, заставляет рибосомы многократно присоединять всего две аминокислоты — аланин и треонин — в любом порядке.

«В данном случае роль, которую обычно играет mRNA, выполняет белок», — говорит соавтор работы Адам Фрост (UCSF, Университет Юты). — «Эта история стирает границы того, что, как мы думали, могут делать белки».

Как это обнаружили?

Исследователи использовали метод крио-электронной микроскопии, чтобы «поймать Rqc2 на месте преступления». Последующий биохимический анализ и новые методы секвенирования РНК подтвердили, что комплекс Rqc2/рибосома связывает тРНК (tRNAs), несущие именно аланин и треонин, и добавляет цепочки из этих аминокислот к неполноценным белкам.

Зачем это нужно клетке?

Бессмысленная последовательность из аланинов и треонинов, вероятно, служит сигналом для утилизации дефектного белка или является частью проверки работоспособности самой рибосомы. Сбои в этих процессах могут быть связаны с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера, БАС (ALS) или Хантингтона.

«Это неожиданное открытие показывает, насколько неполно наше понимание биологии», — говорит первый автор Питер Шен (Университет Юты). — «Природа способна на большее, чем мы осознаём».