Новые методы раскрывают механизмы самосборки рибосомы

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, проливает свет на то, как рибосома — клеточная машина для сборки белков — собирает саму себя из десятков белков и цепочек РНК.

Рибосома состоит из двух субъединиц. Учёные сосредоточились на малой субъединице рибосомы бактерии E. coli, которая содержит около 20 белков и одну рибосомную РНК (16S).

Ключевой эксперимент и открытие

• Исследователи пометили флуоресцентными метками белок S4 (считается первым, связывающимся с РНК 16S) и два участка на самой РНК.
• Используя технологию FRET и «вычислительный микроскоп» (моделирование взаимодействия на атомном уровне), они обнаружили, что комплекс белка S4 и РНК 16S является высокодинамичным.
• Белок S4 связывается с РНК, когда та принимает необычную конформацию, не наблюдаемую в полностью собранной рибосоме. Это меняет представление о том, что белки просто фиксируют окончательную форму РНК.
• Динамичность комплекса позволяет РНК колебаться и меняться, что, в свою очередь, открывает сайты связывания для следующих белков в процессе сборки. Сайт для третьего белка появляется только после связывания второго.

Значение исследования

• Процесс сборки рибосом в бактериальной клетке происходит очень быстро: их количество может увеличиваться с 1000 до 30 000 за клеточный цикл.
• Понимание ранних этапов самосборки рибосомы, особенно уникальных для бактерий взаимодействий в области белок/РНК, открывает новые потенциальные мишени для антибиотиков. Это позволило бы вмешаться в процесс до полной сборки функциональной рибосомы, не затрагивая человеческие рибосомы.