Новый способ добавления новых аминокислот в белки предложили учёные из Scripps Research. В обычном случае для кодирования каждой аминокислоты используются три нуклеотида РНК, а в новой парадигме применяются целых четыре нуклеотида. Это позволяет легче добавлять неканонические аминокислоты в белки, что важно для создания биологических молекул с новыми функциями. Подход, описанный в журнале Nature Biotechnology, основан на использовании четырех нуклеотидов РНК, а не трех, как обычно, для кодирования каждой новой аминокислоты.
Чтобы клетка произвела белок, она переводит нить РНК в строку аминокислот. Каждые три нуклеотида РНК (кодоны) соответствуют одной аминокислоте. Многие аминокислоты имеют более одного кодона: например, UAU и UAC кодируют тирозин. Связывать аминокислоты с кодонами помогают маленькие молекулы — тРНК. Исследователи придумали, как добавить в белок новые аминокислоты. Они разработали стратегии для переназначения кодонов. Например, кодон UAU можно связать с новой аминокислотой, если изменить тРНК для UAU. Тогда клетка будет считывать UAU как строительный блок, отличный от тирозина. При этом каждый экземпляр UAU в геноме клетки должен превратиться в UAC. Это нужно, чтобы новая аминокислота не встраивалась в другие белки, где ей не место.
Бадран и его коллеги хотели создать стратегию «plug-and-play», которая включала бы определённые неканонические аминокислоты только в нужные участки целевого белка. При этом нормальная биология клетки должна была сохраниться, а редактирование генома — не требоваться. Для этого нужно было использовать тРНК, которая ещё не была привязана к какой-либо аминокислоте. Решение — четырёхнуклеотидный кодон. Команда исследователей знала, что иногда бактерии быстро адаптируются и противостоят лекарствам. Это происходит из-за естественной эволюции четырёхнуклеотидных кодонов. В новой работе учёные выяснили, почему клетки используют именно четырёхнуклеотидные кодоны. Оказалось, что на это влияет последовательность нуклеотидов, расположенных рядом с кодоном. Благодаря часто используемым кодонам клетка может считывать четырёхнуклеотидный кодон и включать неканоническую аминокислоту. Группа Бадрана проверила, можно ли изменить последовательность одного гена так, чтобы в нём появился новый четырёхнуклеотидный кодон. Клетка включала любую новую аминокислоту, если целевой участок окружали часто используемые кодоны из трёх букв и поддерживали достаточный уровень четырёхнуклеотидной тРНК. Исследователи повторили эксперимент с 12 различными четырёхнуклеотидными кодонами и создали более 100 новых циклических пептидов — макроциклов — с тремя неканоническими аминокислотами в каждом.
Используя программируемость синтеза белка и разнообразие строительных блоков, можно создавать новые малые молекулы для поиска лекарств. Этот метод проще, чем предыдущие подходы к неканоническому присоединению аминокислот. Он предполагает изменение только одного гена, а не всего генома клетки. Кроме того, в одном белке можно использовать больше неканонических аминокислот, поскольку возможных четырёхнуклеотидных кодонов больше, чем трёхнуклеотидных.
11.09.2024 |
Здоровье
Усовершенствованная 3D-маммография чаще находит рак и реже делает это ошибочно | |
Исследователи из Йельского онкологическог... |
Nature: Раковые клетки прикрываются сфинголипидами от иммунитета | |
Раковые клетки обычно не возникают незаме... |
JCE&M: Кофе снижает риск развития нескольких сердечно-сосудистых заболеваний | |
Регулярное, но умеренное потребление кофе... |
JAHA: Избежать ошибок дозировки поможет специально созданный онлайн-инструмент | |
Электронная система управления может помочь вр... |
JPR: Выявлены позы, в которых гиперактивные могут медитировать | |
СДВГ — это заболевание мозга, ... |
BMJ: Пересадка эмбрионов на 3 и 5 день дает абсолютно равные шансы на успех | |
При ЭКО эмбрионы обычно переносят в ... |
39 млн жизней унесут устойчивые к антибиотикам возбудители инфекций до 2050 года | |
Не ВИЧ и не малярия. В ближайши... |
JAMA NO: В районах с плохой инфраструктурой чаще случаются преждевременные роды | |
Исследование показало, что в районах... |
Иммунотерапия рака мочевого пузыря позволяет дольше жить без рака после операции | |
Результаты исследования показали, что леч... |
JBR: Чтобы настроить циркадные часы, ученые намерены смешать оттенки небес | |
Оттенки на небе в начале и конц... |
A&D: Изменения в сосудах мозга помогут прогнозировать когнитивные нарушения | |
Некоторые показатели состояния мозга лучше пре... |
NatComm: Найдены участки в мозге, которые действуют как связи в социальной сети | |
Когда хирурги оперируют мозг при опухолях... |
Advanced Science: Гель из слизи коровы поможет при грыже межпозвоночного диска | |
Исследователи из Уппсальского университет... |
DFCI: Как образ жизни после лечения влияет на результаты после диагноза рака | |
Обнадеживающие последствия для пациенток ... |
Brain Communications: Разработан экспресс-тест для диагностики БАС по крови | |
Создан новый точный анализ крови, который диаг... |
BMJ: При сухости в глазах нужно смеяться до слез | |
Смех может быть полезен при сухости глаз,... |
JAMA Network Open: Чем выше индекс массы тела, тем ниже риск смерти от рака | |
Лишний вес может повысить риск развития з... |
AJP: В 5 раз возрастает риск психоза у людей, принимающих стимуляторы | |
За последнее десятилетие увеличилось количеств... |
JAMA Otolaryngology: Проблемы с горлом влияют на регуляцию кровяного давления | |
Проблемы в месте соединения дыхательных и... |
Nature Communications: Мужская репродуктивная система запускается после стресса | |
Учёные из Медицинского кампуса Аншутского... |
Nature Biotechnology: Генетический алфавит расширили для создания новых белков | |
Новый способ добавления новых аминокислот в&nb... |
FEBS Journal: Новое исследование показало, как мозг восстанавливает миелин | |
Миелин — изолирующий слой, защищающ... |
Nature: Погибшие при воспалении клетки «сообщают» о потребности заживления раны | |
Пироптоз — форма запрограммированно... |
RAPM: Лишний жир на животе может вызывать хроническую боль, особенно у женщин | |
Учёные считают, что уменьшение жировых от... |
Imaging Neuroscience: Устройство для визуализации мозга поможет понять аутизм | |
Исследование с использованием безвредных ... |
PRSBBS: Эволюция крошечной косточки в колене помогла человеку ходить прямо | |
В новом исследовании говорится, что эволю... |
Насилие со стороны интимного партнера плохо влияет на когнитивные способности | |
С возрастом становится всё труднее запоми... |
Menopause Society: КПТ и гипноз эффективно снимают симптомы менопаузы | |
Негормональные методы лечения симптомов менопа... |
Menopause Society: Между ПТСР и ранней менопаузой есть связь | |
У женщин-военнослужащих, участвовавших в ... |
Menopause Society: Эстрогеновая терапия хорошо воздействует на сердце и сосуды | |
Исследования показывают, что неприятные с... |