Исследование в МГУ показало, что белковый состав рибосом может меняться в пределах одной биосистемы.

Сотрудники биологического факультета МГУ, применив биохимические и протеомные методы, выяснили, что митохондрии пекарских дрожжей содержат рибосомы с различным белковым составом. Это противоречит точке зрения, ранее преобладавшей в научном сообществе и утверждавшей, что в любой биологической системе рибосомы состоят из одного и того же набора белков. Исследование, проведенное в рамках проекта Российского научного фонда, опубликованы в журнале «Биохимия».

Рибосомы представляют собой сложные молекулярные комплексы, отвечающие за синтез всех белков в клетке. Структура рибосом имеет общие черты у всех живых организмов: они формируются из рибосомных РНК и нескольких десятков различных белков, которые взаимодействуют как с РНК, так и между собой.

Белковый состав рибосом варьируется в зависимости от вида организма, но уже давно установлено, что у любого конкретного вида все рибосомы содержат один и тот же набор основных белков. Проще говоря, в каждой живой клетке биосинтез белка выполняют рибосомы с идентичным белковым составом (если не учитывать белки, которые временно присоединяются к рибосомам и, следовательно, не являются рибосомными).

Читайте также:  На химическом факультете МГУ состоялся первый ChemNet — конференция, посвященная радиохимии, СКИФ, биокатализу и другим направлениям.

Исследование, проведенное учеными МГУ, оспаривает устоявшуюся точку зрения о неизменности белкового состава рибосом. Для анализа биологи выбрали нетипичную систему изучения рибосом – митохондрии пекарских дрожжей, Saccharomyces cerevisiae. Митохондрии — это необходимые органеллы, присутствующие почти во всех эукариотических клетках, которые, как полагают, произошли от свободноживущих бактерий. В связи с этим, в митохондриях сохранился собственный геном и рабочий механизм для реализации генетической информации, включая систему синтеза белков. Миториальные рибосомы, также известные как миторибосомы, являются компонентом этой системы.

Для изучения были выбраны некоторые белки, составляющие миторибосомы дрожжей, а также белки, которые временно связываются с ними. Гены отобранных белков были изменены: в них вставили последовательность, кодирующую «метку», небольшой фрагмент гемагглютинина вируса гриппа, который известен своей способностью прочно связываться с определенными антителами к вирусному белку. Затем антитела закрепили на специальном носителе, после чего на него нанесли фракции, выделенные из дрожжевых клеток и содержащие миторибосомы, в которых один из отобранных белков был «мечен» для связывания с антителами. В результате на носителе через антитела оказались связаны только те миторибосомы, которые содержали «меченный» белок, и таким образом исследователи смогли выделить фракции миторибосом, содержащие конкретный белок, являющийся частью рибосом или временно связанный с ними. Эти фракции впоследствии были использованы для протеомного анализа, в ходе которого были идентифицированы все присутствующие в них белки, причем определение носило количественный характер. Анализ полученных данных показал, что разные фракции миторибосом содержат несколько отличающиеся комплексы рибосомных белков.

Читайте также:  Новосибирские исследователи разработали катализатор для безопасной утилизации ПВХ.

«Нам удалось получить весьма необычные, но при этом увлекательные результаты, — отметил руководитель исследовательской группы, профессор биологического факультета МГУ Петр Каменский. – Долгое время было принято считать, что рибосомы с различным белковым составом не могут находиться в одной клетке или митохондрии. Однако наши результаты убедительно демонстрируют возможность такого явления. Теперь перед нами возникает вопрос о его функциональном значении. Мы полагаем, что в митохондриях дрожжей произошла весьма специфичная специализация процесса трансляции, благодаря которой разные белки синтезируются рибосомами, отличающимися по составу. Проверить это предположение можно лишь с помощью структурных исследований, и, к нашей радости, у нас есть такая возможность, поскольку в этом году МГУ начал реализовывать поддержанный Российский научный фонд учредил программу “мегагрант” под руководством Алексея Амунтса, признанного ведущего мирового эксперта в области структурных исследований митохондриальных рибосом. Мы возлагаем большие надежды на сотрудничество с Алексеем, которое позволит нам выявить в дрожжевых митохондриях уникальный, специализированный процесс трансляции, что станет значимым научным открытием».

Читайте также:  Изучение древних болот помогло ученым понять, как менялся климат 15 000 лет назад

Информация и фото предоставлены пресс-службой МГУ