Молекулярные биологи путешествуют во времени на 3 миллиарда лет

Исследовательской группе, работающей в Уппсальском университете, удалось изучить «факторы трансляции» — важные компоненты механизма синтеза белка в клетке, которым несколько миллиардов лет. Изучая эти древние «воскрешенные» факторы, исследователи смогли установить, что они имеют гораздо более широкую специфику, чем их современные, более специализированные аналоги.


Чтобы выжить и расти, все клетки содержат собственную фабрику синтеза белка. Он состоит из рибосом и связанных с ними факторов трансляции, которые работают вместе, чтобы обеспечить бесперебойный процесс производства сложного белка. Хотя почти все компоненты современного механизма перевода хорошо известны, до сих пор ученые не знали, как развивался этот процесс.

Новое исследование, опубликованное в журнале Молекулярная и эволюция, отправила исследовательскую группу под руководством профессора Супарны Саньял из отдела клеточной и молекулярной биологии в эпическое путешествие в прошлое. В ранее опубликованном исследовании использовался специальный алгоритм для прогнозирования последовательностей ДНК предков важного фактора трансляции, называемого термонестабильным фактором элонгации, или EF-Tu, на миллиарды лет назад. Исследовательская группа Уппсалы использовала эти последовательности ДНК, чтобы воскресить древние бактериальные белки EF-Tu, а затем изучить их свойства.

Исследователи рассмотрели несколько узлов в эволюционной истории EF-Tu. Самым старым белкам, которые они создали, было около 3,3 миллиарда лет.

«Было удивительно видеть, что предковые белки EF-Tu соответствовали геологическим температурам, преобладающим на Земле в соответствующие периоды времени. 3 миллиарда лет назад было намного теплее, и эти белки хорошо функционировали при 70 ° C, тогда как белки возрастом 300 миллионов лет. выдерживали только 50 ° C », — говорит Супарна Саньял.

Исследователи смогли продемонстрировать, что древние факторы удлинения совместимы с различными типами рибосом и поэтому могут быть классифицированы как «универсальные», тогда как их современные потомки эволюционировали, чтобы выполнять «специальные» функции. Хотя это делает их более эффективными, для правильного функционирования им требуются определенные рибосомы. Результаты также предполагают, что рибосомы, вероятно, развили свое ядро ​​РНК раньше других связанных факторов трансляции.

«Тот факт, что мы теперь знаем, как развивался белка до этого момента, позволяет нам моделировать будущее. Если компоненты машинного перевода уже развились до такого уровня специализации, что произойдет в будущем, например, в случай новых мутаций? » размышляет Супарна Саньял.

Тот факт, что исследователи продемонстрировали возможность воссоздания таких древних белков и что чрезвычайно старые факторы трансляции хорошо работают со многими различными типами рибосом, указывает на то, что этот процесс представляет потенциальный интерес для исследований белковых фармацевтических препаратов. Если окажется, что другие древние компоненты синтеза белка также были универсальными, возможно, можно было бы использовать эти древние варианты для производства терапевтических белков в будущем с неприродными или синтетическими компонентами.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments