Aktualności
Badania
08 Kwietnia
Autor: Piotr Chyży
Opublikowano: 2024-04-08

Ryboprzełączniki w kręgu zainteresowania badaczy z Polski i Japonii

Badania ryboprzełączników – segmentów RNA, które kontrolują produkcję białek w bakteriach – prowadzą naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego we współpracy z uczonymi z Japonii. Ich artykuł na ten temat ukazał się w czasopiśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences”.

Ryboprzełączniki to fragmenty informacyjnego RNA (mRNA) znajdujące się tuż przed częścią mRNA kodującą białko. Wyłączają produkcję białka, gdy zwiąże się z nimi odpowiednia cząsteczka, zwykle metabolit. Wpływanie na stan ryboprzełączników daje kontrolę nad produkcją konkretnych białek niezbędnych do życia komórki.

Naturalnie występujące ryboprzełączniki mogą być celami dla nowych antybiotyków. Jeśli udałoby się zaprojektować cząsteczki, które blokowałyby określony ryboprzełącznik w bakteriach chorobotwórczych, mogłoby to prowadzić do unicestwienia tych komórek. Ryboprzełączniki nie występują jednak we wszystkich komórkach. Dlatego, szczególnie w komórkach ludzkich, interesujące są syntetyczne ryboprzełączniki, które można wprowadzić do mRNA i w ten sposób uzyskać kontrolę nad produkcją określonych białek. Projektowanie syntetycznych ryboprzełączników jest jednak trudne, gdyż wymaga przewidzenia, jak zmieni się ich struktura po związaniu się z nową cząsteczką kontrolującą stan przełącznika. Sam fakt, że cząsteczka silnie wiąże się z ryboprzełącznikiem, nie oznacza, że zadziała on zgodnie z oczekiwaniami w komórkach – tłumaczy prof. Joanna Trylska z Centrum Nowych Technologii UW.

Jej zespół we współpracy z grupą prof. Yujiego Sugity z RIKEN (Rikagaku Kenkyūjo), instytutu badawczego w Japonii, zbadał syntetyczny ryboprzełącznik, który wiąże cząsteczkę neomycyny. Opracowali metodę i narzędzia do opisu ścieżki wiązania neomycyny z tym segmentem mRNA. Wyniki symulacji wykonanych przy użyciu superkomputerów na Uniwersytecie Warszawskim (w Centrum Nowych Technologii oraz Interdyscyplinarnym Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego) oraz w RIKEN Advanced Center for Computing and Communication, pozwoliły zrozumieć mechanizm działania tego ryboprzełącznika. Może to pomóc w projektowaniu syntetycznych ryboprzełączników i cząsteczek, które kontrolują ich dynamikę i strukturę.

Nasza praca pokazuje, jak kluczowe etapy oddziaływania neomycyny z ryboprzełącznikiem mogą być zoptymalizowane, aby zwiększyć jego skuteczność regulacyjną w komórkach. Wyniki symulacji pokazują istotne różnice w ścieżce wiązania neomycyny do różnych sekwencji ryboprzełącznika oraz wskazują, jak te różnice wpływają na jego aktywność – dodaje prof. Trylska.

Opracowana przez badaczy metodologia i narzędzia mogą wspomóc proces projektowania nowych leków poprzez wybór najbardziej obiecujących związków do dalszych badań doświadczalnych. Wyniki uzyskane przez polsko-japoński zespół mogą przyczynić się do przyspieszenia projektowania fragmentów RNA jako potencjalnej strategii w walce z opornością mikroorganizmów na antybiotyki.

Artykuł na ten temat ukazał się w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences.

źródło: UW

Dyskusja (0 komentarzy)