Как клетки читают рецепты жизни: разгадан 40-летний секрет

Исследователи из Австралийского национального университета (ANU) закрыли важный пробел в понимании фундаментального процесса жизни — создания белков на основе рецептов, называемых РНК.

РНК — это короткоживущие копии генетической информации, хранящейся в ДНК. Их считывают клеточные рибосомы, которые переводят рецепты в белки — основные строительные блоки жизни.

Ведущий исследователь профессор Томас Прайсс заявил, что новое понимание откроет пути для лечения широкого спектра заболеваний, включая рак, болезни сердца и ряд более редких генетических заболеваний.

Ключевое открытие: подтверждение модели сканирования

Команда впервые зафиксировала ключевой процесс жизни в действии — инициацию трансляции, которая оставалась загадкой для учёных около 40 лет. Они сделали «моментальные снимки» того, как рибосомы распределяются вдоль цепочек РНК, уделяя особое внимание тому, как они находят правильную стартовую точку для чтения.

Исследование подтвердило 40-летнюю теорию, объясняющую, как рибосома правильно находит начало кода, хотя он обычно начинается на некотором расстоянии от начала цепочки РНК.

Как это работает?

• Меньшая субъединица рибосомы присоединяется к самому началу РНК.
• Она «сканирует» цепочку, пока не находит стартовый сигнал рецепта.
• Там к ней присоединяется большая субъединица, и целая рибосома начинает производить белок.

«Наш подход со снимками рибосом окончательно доказал, что модель сканирования верна», — отметил член исследовательской группы доктор Николай Широких.

Значение для медицины и будущих исследований

Эффективность и точность, с которой рибосомы читают и переводят рецепты, критически важны. Например, известно, что рибосомы становятся гиперактивными при раке.

«Мы теперь применяем наши инструменты и идеи, чтобы лучше понять, что это означает для их взаимодействия с РНК-рецептами во время образования опухоли, с перспективой разработки новых и более эффективных методов лечения», — сказал профессор Прайсс.

Технологический прорыв

На разработку методики, позволившей ответить на 40-летний вопрос, у исследователей из ANU и Университета Монаша ушло семь лет. Созданные с её помощью данные о «снимках» рибосом стали доступны учёным по всему миру через приложение для визуализации данных, разработанное в Monash Bioinformatics Platform.

Исследование поддержано грантом Австралийского исследовательского совета и опубликовано в журнале Nature.