• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Wytwarzanie kompleksów białkowych ułatwione

    16.06.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Białka są głównym budulcem żywych organizmów. Odgrywają również podstawową rolę w wielu procesach komórkowych. Jednakże te skomplikowane procesy są w większości kierowane przez wiele białek wchodzących w interakcje w ramach kompleksów białkowych. Nowa metoda wytwarzania kompleksów wielobiałkowych, opracowana przez naukowców, których prace zostały w części sfinansowane ze środków unijnych, może teraz pomóc w ułatwieniu badań nad tymi ważnymi, ale wciąż nieuchwytnymi kompleksami. Metoda ta może otworzyć drogę do odkrycia miejsc docelowych dla leków, co sprawia, że jest przedmiotem zainteresowania przemysłu farmaceutycznego.

    W artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature Methods naukowcy z Europejskiego Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL) wraz z kolegami z Francji, Szwajcarii, Szwecji i Wlk. Brytanii opisują "pierwszą, w pełni zautomatyzowaną linię do wytwarzania kompleksów wielobiałkowych", nazwaną ACEMBL.

    "Badania funkcjonalne i strukturalne, których celem jest rozszyfrowanie fizjologicznie ważnego mechanizmu molekularnego tych kompleksów [wielobiałkowych] nabierają coraz większego znaczenia w biologii" - wyjaśnia zespół badawczy. Jednakże komórki często nie posiadają ich w liczbie wystarczającej do miarodajnej analizy. Co więcej - jak dodają autorzy - "niejednorodny często charakter wielu kompleksów wielopodjednostkowych [ďż˝] często uniemożliwia ich ekstrakcję z naturalnego źródła".

    Aby uniknąć tych przeszkód, biologowie zazwyczaj uciekają się do rekombinacyjnych metod wytwarzania, w których bakterie - najczęściej bakterię jelitową Escherichia coli (E. Coli) - zmusza się do wytwarzania żądanych białek poprzez wprowadzenie rekombinowanego DNA (które nie istnieje w naturze lecz jest tworzone poprzez łączenie sekwencji DNA). Jednakże ta metoda jest skomplikowana i czasochłonna. Ogranicza również złożoność białek, jakie można wytworzyć i utrudnia ich przystosowalność, która ma zasadnicze znaczenie w przypadku konieczności powtórzenia doświadczenia.

    Natomiast nowa metoda ACEMBL wykorzystuje genetyczną inżynierię rekombinacyjną zamiast tradycyjnej inżynierii genetycznej, która wymaga dodatkowych kroków pośrednich oraz dobrze zdefiniowanego odcinka łańcucha DNA, jaki ma zostać zastąpiony. System ACEMBL może wytwarzać kompleksy z różnorodnymi składowymi takimi jak na przykład białka i kwas rybonukleinowy (RNA).

    "Układy genów, kodujące podjednostki konkretnego kompleksu wielobiałkowego oraz potencjalnie również białka pomocnicze (towarzyszące białku, które pełni podstawową funkcję i wspierające je) [...] mogą być składane, rozkładane i wymieniane za pomocą systemu ACEMBL" - twierdzą naukowcy. "Otwiera on intrygujące możliwości przed kombinatoryczną analizą interakcji białko-białko lub interakcji między kompleksami białkowymi a modyfikatorami."

    Obecnie w pełni zautomatyzowany system ACEMBL - podobnie jak systemy tradycyjne - opiera się na badaniach bakterii E. coli. "E. coli nadal pozostaje głównym materiałem badawczym w większości laboratoriów z wielu powodów, takich jak niskie koszty i dostępność wielu szczepów o wyspecjalizowanej ekspresji" - czytamy w artykule. W przyszłości naukowcy mają nadzieję dostosować go do wytwarzania w bardziej złożonych komórkach i bardziej złożonych systemach funkcjonujących w organizmie człowieka.

    Prace zostały w części sfinansowane z unijnych projektów, w tym z projektu SPINE2C (Od receptora do genu - budowa kompleksów ze ścieżek sygnalizacyjnych łączących immunologię, neurobiologię i raka) oraz z projektu 3D-Repertoire (Interdyscyplinarne podejście do określania budowy kompleksów wielobiałkowych w organizmie modelowym) Szóstego Programu Ramowego. Dofinansowanie pochodziło również z "Europejskich infrastruktur na rzecz biologii strukturalnej" (INSTRUCT) oraz "Platform wytwarzania białek" (PCUBE), finansowanych z Siódmego Programu Ramowego (7PR).

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

    Nature Methods:
    http://www.nature.com/nmeth

    Europejskie Laboratorium Biologii Molekularnej:
    http://www.embl-heidelberg.de

    Instytut im. Paula Scherrera:
    http://www.psi.ch

    Źródło danych: Nature Methods; Instytut im. Paula Scherrera
    Referencje dokumentu: Bieniossek C., et al. (2009) Automated unrestricted multigene recombineering for multiprotein complex production. Nature Methods 6:447-50. DOI: 10.1038/nmeth.1326.

    Czy wiesz że...? (wersja beta)

    Dodano: 16.06.2009. 15:11  


    Najnowsze