Ученые из Университета Иллинойса в Чикаго выяснили, что отдельный ген способен кодировать более одного белка, — пишетeurekalert.org со ссылкой на Molecular Cell.
© ynse/Flickr
Ранее общепризнанным научным мнением было то, что каждый ген имеет один уникальную стартовую позицию и отвечает за создание только одного белка. Однако новое исследование показывает, что некоторые гены имеют более одного стартового сайта и могут продуцировать более одного функционального белка.
Новый метод идентификации стартовых сайтов генов основан на общем рецептурном препарате под названием ретапамулин — местный антибиотик. Ретапамулин, как ученые впервые показали, работает, заставляя рибосому, которая читает генетический код, застопориться на этих стартовых сайтах, подавляя трансляцию — ключевую часть процесса, с помощью которого генетический код в ДНК используется для создания белков.
Александр Мэнкин из Университета Иллинойса и Нора Васкес-Ласлоп (профессор исследований в области химической химии и фармакогнозии в Фармацевтическом колледже и Центре биомолекулярных наук) провели исследование, в котором рассматривались клетки E. coli в ответ на ретапамулин в экспериментах in vitro и in vivo.
«Сначала мы поняли механизм действия антибиотика, а затем применили эти знания для определения специальных «стартовых» сигналов гена, которые клетка использует для регуляции синтеза белка, — сказал Манкин. — В прошлом эти старт-кодоны идентифицировались довольно сложным способом — белки часто нужно было выделять и изучать, чтобы обнаружить, где стартовые сайты их генов расположены в бактериальном геноме. Теперь, в одном эксперименте, мы можем профилировать начало всех тысяч бактериальных генов более прогрессивным образом».
Манкин и Васкес-Ласлоп говорят, что использование ретапамулина для помощи в профилировании трансляции бактериальных генов открывает много новых возможностей для исследований.
Используя антибиотик, исследователи смогли определить «загадочные» или альтернативные стартовые сайты некоторых бактериальных генов.
«Мы увидели, что многие ранее скрытые белки были инициированы в сайтах в середине гена, и что эти белки были функциональными, а инициация в альтернативных стартовых сайтах широко распространена в бактериях», — сказал Васкес-Ласлоп.
Исследователи обнаружили более 100 генов кишечной палочки из примерно 4000, которые могут инициировать синтез белка в нескольких местах.
«Белки, инициированные в этих неизвестных сайтах, могут составлять ранее скрытую часть протеома — весь набор белков, которые могут быть экспрессированы — в бактериях, и их инициация в этих сайтах может играть роль в жизни клетки, — сказал он. Мэнкин, который также является директором Центра биомолекулярных наук. — Лучше понимая клетки и механизмы действия антибиотиков, мы можем применить эти знания, чтобы узнать больше о том, что делает бактерии патогенными».
«Мы также можем применить эти знания, чтобы лучше понять, как предотвратить вред, наносимый бактериями», — сказал Васкес-Ласлоп.
Источник: scientificrussia.ru
