Российские биологи случайно обнаружили ранее неизвестное состояние рибосом — важных компонентов клетки, отвечающих за синтез белка. Открытие ученых может помочь разработать новый тип антибиотиков. Результаты исследования опубликованы в научном журнале PeerJ, препринт статьи доступен на сайте журнала.

Ученым известно лишь два состояния рибосом: ассоциированное, когда рибосома готова к биосинтезу белка (или уже синтезирует его), и диссоциированное, когда она распадается на две субъединицы и «отдыхает». При этом механизмы перехода из одного состояния в другое ранее были неизвестны. Российские биологи выяснили, что происходит с рибосомой в промежутках между синтезами белковых цепочек.

Рибосома состоит из двух субъединиц: большой и малой. После выполнения своей основной функции — синтеза белка — эти субъединицы расходятся (диссоциируют). Заново синтез белка не начнется, пока малая и большая субъединицы не объединятся (ассоциируют) вновь. За поддержание «разобранного», диссоциированного, состояния рибосомы отвечает специальный белок IF3. Он связывается с малой субъединицей и не дает ей соединиться с большой. Как именно происходит диссоциация рибосом на субъединицы и существуют ли промежуточные стадии в процессе диссоциации, до сих пор оставалось неизвестным.

Авторы нового исследования показали, что в процессе диссоциации рибосомы у бактерий существуют переходные состояния. Обнаружилось это случайно, в процессе работы над другим исследованием. Для проверки некоторых гипотез ученым понадобилось посмотреть, может ли белок IF3 из митохондрий пекарских дрожжей замещать аналогичный белок в клетках кишечной палочки (E. coli). Однако наблюдения ученых не сошлись ни с одним из ожидаемых исходов. Тогда авторы предположили, что причина этого связана с основной функцией IF3 — диссоциацией и ассоциацией рибосом.

В результате серии экспериментов ученые выяснили, что у рибосом есть некое третье переходное состояние. Зная структуру промежуточного состояния, можно найти антибиотики нового принципа действия. К большинству существующих антибиотиков бактерии успели выработать резистентность, поэтому поиск новых принципов борьбы с патогенными микроорганизмами — это одна из основных задач современной молекулярной биологии.