antony_w (antony_w) wrote,
antony_w
antony_w

Categories:

Ученые впервые внедрили в клетку искусственный сигнальный путь



В живой клетке достаточно вакантных взаимодействий, чтобы без вреда ввести новые сигнальные пути, выяснили в MIT. Это открывает дорогу к созданию бактериальных датчиков и новых методов лечения.

Многие белки настроены на взаимодействие исключительно с конкретным видом другого белка. Эта избирательность лежит в основе важных внутриклеточных сигнальных путей. Однако, как стало известно благодаря исследованию специалистов из Массачусетского технологического института, клетки используют далеко не весь потенциал белковых взаимодействий.

Незанятые связи мы можем использовать в биотехнологиях и медицине.

Исследователи сосредоточились на одной группе сигнальных путей — так называемых двухкомпонентных системах, состоящих из фермента киназы и белкового субстрата. Они встречаются у различных живых организмов, но наиболее широко представлены у бактерий. Предполагается, что эволюция этих систем происходит за счет дублирования генов уже существующих сигнальных белков. Постепенно копии накапливают мутации и формируют новые молекулярные пути.

Около десяти лет назад было доказано, что за специфичность связи между конкретной киназой и конкретным белком отвечают небольшие фрагменты из пяти аминокислот на каждом из них. Это заставило ученых задаться вопросом, сохранились ли вакантные комбинации белков и если да, то сколько их.

Специалисты из MIT решили выяснить это экспериментальным путем. Они начали с одной пары сигнальных белков кишечной палочки E. coli. В специфические регионы белков PhoQ и PhoP внесли мутации, что в итоге дало 10 000 новых возможных пар белков. Из них в 200 парах партнеры взаимодействовали только друг с другом, но не с родительскими или любыми другими белками.

Выявить незанятые комбинации оказалось довольно легко. Пока неясно, почему одни из них белковые пары клетки используют очень активно, а другие игнорируют.

Исследование открывает дорогу к созданию искусственных сигнальных путей. В качестве доказательства концепции ученые взяли одну из полученных пар и модифицировали ее компоненты. Теперь киназа активировалась определенным растительным гормоном, а субстрат светился желтым в ответ на взаимодействие с киназой.

Эксперимент подтвердил, что в клетку, полную сигнальных путей, можно поместить совершенно новый искусственный путь. И он будет использовать вакантное взаимодействие, не мешая другим белкам.

Среди возможных применений этой технологии — создание живых датчиков на основе бактерий, которые сообщат о болезнях или изменениях в окружающей среде. В теории похожую методику можно использовать и по отношению к клеткам человека — например, перенастроить иммунные клетки на борьбу с раком. Правда, вместо отсутствующих у животных двухкомпонентных систем придется использовать другой сигнальный путь.

Tags: биотехнологии
Subscribe

Posts from This Journal “биотехнологии” Tag

promo antony_w august 17, 2014 11:48 18
Buy for 10 tokens
Есть блог, в котором написано много постов про роботов: ссылка И там есть несколько статей о замене рабочих мест человека роботами: Уже к 2018 году роботы отберут у человека часть профессий Рабский труд без зарплаты Армия роботов: зачем она нужна обильной людьми Поднебесной и кому может…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 1 comment