Аннотация:
Международная исследовательская группа впервые выявила ключевой молекулярный механизм выживания паразита с разрешением, близким к атомному, что дает важные подсказки для разработки новых методов лечения важных паразитарных заболеваний, отличных от плазмодий. Исследование было проведено совместно исследователями из Льежского университета в Бельгии и Университета Рокфеллера в США. Исследование сосредоточено на трипаносомных паразитах, которые вызывают такие заболевания, как лейшманиоз, африканская сонная болезнь и болезнь Шагаса, от которых страдают миллионы людей во всем мире.
Хотя соответствующие методы лечения в настоящее время доступны, они обычно сталкиваются с такими проблемами, как ограниченная эффективность, серьезные побочные эффекты и повышение лекарственной устойчивости. Кроме того, некоторые из тех же паразитов могут также заражать домашний скот и сельскохозяйственные культуры, вызывая значительные сельскохозяйственные и экономические потери.
Исследователи успешно реконструировали трехмерную структуру гигантской молекулярной машины под названием «транссплайсосома». Эта структура отвечает за ключевое звено в обработке генетической информации внутри клетки паразита и является незаменимым основным механизмом жизнедеятельности трипаносомных паразитов.
В живых организмах генетическая информация в ДНК должна сначала транскрибироваться в РНК, а затем обрабатываться в зрелую информационную РНК, которая может направлять синтез белка. В клетках человека этот процесс в основном основан на обычном сплайсинге РНК, при котором ненужные последовательности удаляются и сплайсируются для сохранения достоверной информации.
Однако трипаносомные паразиты используют совершенно другой и очень специфический механизм, называемый транссплайсингом лидерной РНК сплайсинга. Исследователи заявили, что у этих паразитов традиционный процесс сплайсинга встречается крайне редко, и почти все информационные РНК получают одну и ту же короткую последовательность РНК на 5'-конце. Этот этап имеет решающее значение для созревания РНК и нормального функционирования клеток, и если его нарушить, паразит не сможет выжить.
На протяжении почти 40 лет научное сообщество знало о существовании этого механизма, но так и не смогло по-настоящему наблюдать, как собираются и работают соответствующие молекулярные машины. Используя передовую технологию криоэлектронной микроскопии, исследовательская группа впервые зафиксировала два ключевых этапа работы системы и подробно проанализировала принцип ее работы.
Исследования показывают, что в начале реакции сплайсосома позиционирует ключевые фрагменты лидерной последовательности сплайсинга РНК и РНК, подлежащую процессингу, в определенные положения. Затем, на втором этапе, этот фрагмент присоединяется к целевой РНК, образуя зрелую информационную РНК, а остальная часть высвобождается в специализированной разветвленной структуре.
Что еще более важно, исследователи обнаружили, что эта молекулярная машина значительно отличается от системы обработки РНК в клетках человека. Это означает, что у ученых есть возможность разработать лекарства, которые смогут точно блокировать процесс транссплайсинга паразита, тем самым убивая паразита, не оказывая при этом какого-либо очевидного воздействия на клетки человека.
Исследовательская группа заявила, что этот результат не только разрешил биологическую загадку, которая десятилетиями озадачивала научное сообщество, но и предоставил новую цель для разработки противопаразитарных препаратов. Ожидается, что благодаря постоянному углублению понимания структуры и функций этой уникальной молекулярной машины в будущем будут разработаны более безопасные и эффективные новые методы лечения лейшманиоза, сонной болезни, болезни Шагаса и других важных паразитарных заболеваний, которые уже давно страдают от глобального общественного здравоохранения.
Комментарии