Исследование белковых микрокомпартментов открывает путь к биотехнологическим прорывам
Новое исследование в области синтетической биологии, финансируемое Армией США, позволило манипулировать микрокомпартментами в клетках, что может привести к достижениям в биопроизводстве для медицины, средств защиты и инженерных приложений.
Патогенные бактерии, такие как Salmonella enterica, выживают в крайне враждебных условиях благодаря способности изолировать токсины в крошечные белковые микрокомпартменты. В исследовании, опубликованном в ACS Central Science, учёные из Северо-Западного университета научились контролировать сборку белков и создавать эти компартменты различной формы и размера, включая длинные трубки и многогранники.
Ключевые достижения:
- Контроль сборки: Путем внесения специфических мутаций в белки исследователи смогли управлять процессом их самосборки.
- Разнообразие форм: Были получены длинные трубки (из шестиугольных белков) и икосаэдры формы футбольного мяча (из пятиугольных белков). Теоретические расчёты также предсказали возможность формирования структур треугольной формы, напоминающей самсу.
- Теоретическое предсказание: Моделирование позволило предсказать другие возможные формирования, ещё не наблюдавшиеся в природе.
Потенциальные применения:
- Биопроизводство: Создание нанореакторов для эффективного производства сложных молекул и многофункциональных материалов.
- Для армии: Разработка усовершенствованной униформы, средств индивидуальной защиты и экологических сенсоров.
- Медицина: Создание новых антибиотиков, избирательно targeting микрокомпартменты патогенов, не затрагивая полезные бактерии.
- Синтетическая биология: Конструирование искусственных клеток и биовдохновлённых строительных блоков для нанотехнологий.
Как отметила доктор Даниэль Туллман-Эрсек, возглавлявшая экспериментальную часть работы: «Это похоже на строительство из Lego. Использовать один и тот же блок снова и снова нецелесообразно; нам нужны разные формы. Обучение у бактерий может помочь нам строить новые и лучшие структуры в микроскопическом масштабе».