Ученые из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН нашли действенный метод получения значительного количества поли(А)-полимеразы из кишечной палочки. Этот фермент востребован для изучения работы генов в клетках и производства мРНК-вакцин. Результаты исследования были опубликованы в журнале Biology.
Вакцины на основе мРНК представляют собой универсальный инструмент для борьбы с вирусами и бактериями (например, с COVID-19) и рассматриваются как потенциальное средство лечения онкологических заболеваний, аллергий и других патологий. По сравнению с традиционными методами, разработка мРНК-вакцин отличается более высокой скоростью и простотой. В фундаментальных исследованиях для изучения функции генов часто применяются полиаденильные хвосты, расположенные на одном из концов молекул мРНК. Они увеличивают стабильность молекул мРНК внутри клеток и необходимы для эффективной работы мРНК-вакцин. Полиаденильные хвосты синтезируются ферментом – поли(А)-полимеразой, который получают из кишечной палочки (E. coli) в виде рекомбинантного белка. Однако рекомбинантная поли(А)-полимераза оказывает токсическое воздействие на сами клетки E. coli и образуется в кишечной палочке в нерастворимой форме, в то время как для практического применения требуется растворимая поли(А)-полимераза.
Сравнение продукции поли(А)-полимеразы было проведено учеными в семи штаммах кишечной палочки, при этом изменялась температура, используемая для получения рекомбинантного фермента. Результаты показали, что штамм BL21 (DE3) pLysS обеспечил оптимальное сочетание плотности культуры, количества, растворимости и специфической активности полученной поли(А)-полимеразы. Оптимизация условий получения поли(А)-полимеразы будет способствовать как проведению базовых научных исследований, так и производству мРНК-вакцин.
Штамм BL21 (DE3) pLysS пользуется широкой популярностью и активно применяется для производства рекомбинантных белков. В настоящее время, из-за сложностей, связанных с международной торговлей, приобретение штаммов E. coli из-за рубежа затруднено, а их транспортировка требует поддержания непрерывной холодовой цепи при температуре минус 70 градусов от момента упаковки до распаковки, что делает работу с редкими коммерческими штаммами не всегда удобной. По словам кандидата биологических наук, сотрудника лаборатории фармакогеномики ИХБФМ СО РАН Игоря Петровича Оскорбина, успешная наработка важного фермента в этом распространенном штамме является весьма благоприятным обстоятельством.
В перспективе ученые намерены изучить особенности работы поли(А)-полимераз бактерий. На текущий момент известно, что эти ферменты участвуют в ключевых физиологических процессах внутри клеток, однако механизмы их действия до сих пор остаются малоизученными.
Исследования проводятся в рамках гранта РНФ № 24-24-00389.
Информация предоставлена Управлением СО РАН по пропаганде и популяризации научных достижений