Есть известная поговорка: «Все дело в генах."Как показывает современная археология, ДНК, кодирующая гены, может быть найдена среди останков наших предков и любого организма, большого и маленького, который когда-то бродил по Земле. Одного генетического плана недостаточно; жизнь требует точного выражения и перевода наших геномов.
Фундаментальные исследования в области молекулярной биологии очень подробно раскрыли механизмы, с помощью которых действуют эти фундаментальные процессы. Одним из этих новаторских открытий было открытие лауреатов Нобелевской премии Франсуа Жакоба и Жака Моно, которые установили парадигму, которую мы теперь знаем как экспрессию клеточных генов, при которой информация в нашем геноме транскрибируется, считывается и преобразуется в функциональные белки.
С тех пор молодые и старые исследователи подробно описывают эти невероятные процессы, чтобы раскрыть сложность биологии.
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Science, международное сотрудничество исследователей с участием исследователей Хельсинкского университета д-ра.
Брендан Баттерсби и доктор. Уве Рихтер, основанный на этой традиции, раскрыл специализированный механизм трансляции митохондриального генома в белки.
Внутри клеток, из которых состоят ткани и органы нашего тела, митохондрии разделяют расщепление питательных веществ кислородом на преобразование клеточной энергии. В результате он известен как электростанция клетки.
Эта функция зависит от точного выражения наследуемого по материнской линии митохондриального генома. Нарушения процесса лежат в основе большой группы заболеваний человека, которые могут поразить в любом возрасте, различаются пораженной тканью и степенью тяжести.
Несмотря на важность, молекулярные механизмы этих процессов остаются неясными. Однако прорыв в области биологической визуализации, достигнутый с помощью криоэлектронной микроскопии, теперь предоставляет исследователям инструменты для исследования функций отдельных белков с беспрецедентным разрешением и детализацией.
Объединив силы с Dr. Алексей Амунтс из Стокгольмского университета и Каролинского института и профессор Антони Барриентос из Медицинской школы Миллера Университета Майами, группа использовала свои коллективные ноу-хау для захвата митохондриальной рибосомы, переводящей информационную РНК (мРНК) в белок.
В структуре обнаружен уникальный стробирующий механизм, предотвращающий преждевременную неправильную упаковку вновь образованных белков. Для того, чтобы белки функционировали в наших клетках, необходимы скоординированные процессы сворачивания для получения правильной трехмерной формы. Нарушения сворачивания белков могут иметь серьезные биологические последствия для всех организмов, а у людей приводить к разрушительным заболеваниям.
«Получение прямого представления о биологическом процессе, который мы исследовали в течение нескольких лет с помощью биохимических и генетических инструментов, – это просто потрясающе!"говорит Уве Рихтер, общий первый автор и главный исследователь в Университете Хельсинки и Университете Ньюкасла.
«Это исследование подчеркивает мощь и великолепие международного сотрудничества в области фундаментальной науки, движимой снизу вверх», – говорит директор по исследованиям Брендан Баттерсби, который является одним из авторов-корреспондентов. "Среди научных финансирующих агентств наблюдается тревожная тенденция направлять исследования сверху к целенаправленным задачам, выполняемым большими консорциумами, и при этом лишать исследовательских средств отдельных исследователей, которые являются краеугольным камнем научных открытий. Лучшие ученые всегда будут искать друг друга, чтобы следовать творчеству своих идей, что, как показывает опыт, несомненно, приводит к настоящим инновациям в конечном итоге."
"Понимание мельчайших деталей этих клеточных механизмов имеет важное значение для болезней человека, но также и для побочных эффектов обычно назначаемых антибиотиков. Экспрессия митохондриальных генов во многом совпадает с экспрессией бактерий, и в результате многие антибиотики, используемые для лечения бактериальных инфекций, также могут разрушить наши клеточные электростанции, что объясняет побочные эффекты этих лекарств.
Решение этих рибосомных структур является неотъемлемой частью разработки новых эффективных и безопасных антибиотиков в будущем. В конце концов, это подчеркивает важность фундаментальных восходящих исследований и то, как они продолжают стимулировать инновации, и мы не можем позволить себе их потерять », – подчеркивает доктор.
Battersby.