Биологи нашли «недостающее звено» в производстве белковых фабрик клеток

Биологи из Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружили «недостающее звено» в химической системе, которая позволяет животным клеткам производить рибосомы — тысячи белковых «фабрик» внутри каждой клетки, синтезирующих все белки, необходимые для построения тканей и поддержания жизни.

Их открытие, подробно описанное в выпуске журнала Genes & Development от 23 июня, не только заставит пересмотреть базовые учебники по молекулярной биологии, но и позволит учёным лучше понять, как ограничить неконтролируемый рост клеток, например, при раке, который потенциально можно регулировать, контролируя производство рибосом.

Рибосомы ответственны за производство широкого спектра белков, включая ферменты; структурные молекулы, такие как волосы, кожа и кости; гормоны вроде инсулина; и компоненты нашей иммунной системы, такие как антитела. Считаясь важнейшей молекулярной машиной жизни, рибосомы интенсивно изучались учёными (например, Нобелевская премия по химии 2009 года была присуждена за исследования их структуры и функции). Но до сих пор исследователи не раскрыли всех деталей того, как сами белки, используемые для построения рибосом, производятся.

У многоклеточных животных, таких как люди, рибосомы состоят примерно из 80 различных белков (у человека их 79, в то время как у других животных число может немного отличаться), а также из четырёх различных типов молекул РНК. В 1969 году учёные обнаружили, что синтез рибосомных РНК осуществляется специализированными системами с использованием двух ключевых ферментов: РНК-полимеразы I и РНК-полимеразы III. Но до сих пор было неясно, отвечает ли аналогичная система и за производство 80 белков, составляющих рибосому.

Именно это и решили исследовать учёные из Калифорнийского университета в Сан-Диего под руководством профессора биологии Джима Кадонаги. Они нашли недостающее звено — специализированную систему, которая позволяет самой клетке синтезировать рибосомные белки.

«Мы обнаружили, что рибосомные белки синтезируются с помощью новой регуляторной системы с ферментом РНК-полимеразой II и фактором под названием TRF2, — говорит Кадонага. — Для производства большинства белков РНК-полимераза II функционирует с фактором TBP, но для синтеза рибосомных белков она использует TRF2».

«Открытие этой специализированной системы на основе TRF2 для биогенеза рибосом, — добавляет он, — открывает новый путь для изучения рибосом и их контроля над ростом клеток и должно привести к лучшему пониманию и потенциальному лечению таких заболеваний, как рак».