В двух новых статьях ученых из Университета Калифорнии – Санта-Барбара (University of California – Santa Barbara) представлен синтез наноразмерных биологических частиц, обладающих широкими возможностями в борьбе с раком и другими заболеваниями. Описанные в них исследования демонстрируют новые подходы, которые можно отнести к «зеленым» нанобиотехнологиям, так как в них не используются искусственные соединения.

Люк Джэгер (Luc Jaeger), адъюнкт-профессор химии и биохимии UCSB, объясняет, что в этой сфере происходит не что иное, как настоящая революция, которая проникает во все области биохимии, особенно в нанобиотехнологию. Эта революция основывается на понимание роли РНК в клетках.

«Принимая во внимание тот факт, что до 90 процентов генома человека переписывается в РНК, становится ясно, что РНК – один из самых важных биополимеров, на которых основана жизнь», – говорит Джэгер. «Мы все еще очень далеки от полного понимания огромной роли РНК в живых клетках».

Группа Джэгера собирает сложные трехмерные молекулы РНК в наноразмерные многогранники, которые могут быть использованы для борьбы с болезнями. Новые формы образуются в процессе самосборки молекул. Работа финансируется Национальным институтом здравоохранения (National Institutes of Health) США.

Верхний ряд: три различные РНК-структуры, выведенные из молекулярных компьютерных моделей. Слева направо: РНК-антипризма, состоящая из 8 молекул РНК; 6-ти цепочечная РНК, имеющая форму куба; 10-ти цепочечный РНК-куб. Нижний ряд: соответствующие трехмерные реконструкции, полученные с помощью криоэлектронной микроскопии.
(Фото: Коди Гири и Кирилл А. Афонин)

«Область наших интерес лежит в использовании РНК-комплексов для доставки РНК, способных выключать гены, и терапевтических РНК-аптамеров для адресной терапии рака и других заболеваний», – говорит Джэгер. «Понятно, что РНК принимают участие в громадном количестве ключевых процессов, связанных с вопросами здоровья».

Джэгер считает, что основанный на применении РНК подход к разработке новых методов лечения организма будет безопаснее, чем те, в которых используются искусственные соединения, имеющие нежелательные побочные эффекты.

«Используя молекулы РНК как наше основное направление, мы практикуем «зеленую» нанобиотехнологию», – объясняет он. «Исследовательские программы, разработанные в моей лаборатории в UCSB, направлены на внесение вклада в медицину и синтетическую биологию. Мы стараемся избежать любых подходов, поднимающих в обществе спорные биоэтические вопросы. Это непростая задача, но я убежден, что в долгосрочной перспективе это окупится».

Последняя из научных статьей, описывающих эти работы – «In vitro assembly of cubic RNA-based scaffolds designed in silicon» – опубликована в Nature Nanotechnology 30 августа 2010 года. Более ранняя – «A polyhedron made of tRNAs» – в Nature Chemistry 18 июля 2010 года.

Аннотации к статьям:
Kirill A. Afonin, Eckart Bindewald, Alan J. Yaghoubian, Neil Voss, Erica Jacovetty, Bruce A. Shapiro, Luc Jaeger. In vitro assembly of cubic RNA-based scaffolds designed in silico

Isil Severcan, Cody Geary, Arkadiusz Chworos, Neil Voss, Erica Jacovetty, Luc Jaeger. A polyhedron made of tRNAs