В Сколтехе выяснили, как бактерии с маленьким геномом «экономят» на рибосомных белках — Naked Science
11.08.2020
Сколтех

В Сколтехе выяснили, как бактерии с маленьким геномом «экономят» на рибосомных белках

4.7

Исследователи из Сколтеха, МГУ и Института проблем передачи информации имени А.А. Харкевича (ИППИ РАН) исследовали геномы около 200 штаммов бактерий, чтобы установить, без каких белков в составе рибосомы можно обойтись и почему клетка может нормально функционировать и без них.

В Сколтехе выяснили, как бактерии с маленьким геномом «экономят» на рибосомных белках / ©biomolecula.ru

Результаты исследования опубликованы в журнале Molecular Biology and Evolution. Рибосома представляет собой универсальный клеточный механизм, присутствующий у всех эукариот и прокариот и отвечающий за процесс синтеза белка, который иначе называют процессом трансляции. Рибосома включает два основных компонента – малую и большую рибосомные субъединицы, состоящие из рибосомных молекул РНК (рРНК) и рибосомных белков.

Состав этих главных «фабрик по производству белков» у всех клеток практически одинаков, однако существуют данные, подтверждающие, что некоторые бактерии могут обходиться без полного набора рибосомных белков. В данном исследовании ученые попытались определить, какие из белков жизненно необходимы для нормального функционирования рибосомы, а какие нет.

Вице-президент Сколтеха по биомедицинским исследованиям профессор Михаил Гельфанд и его коллеги проанализировали состав рибосомных белков 214 относительно небольших геномов бактерий. Исследователи определили набор часто «теряемых» белков и показали, что лишь девять рибосомных белков абсолютно консервативны, а каждый из остальных 48 был утрачен хотя бы в одном штамме из рассматриваемого набора.

«Для эндосимбионтов − бактерий, живущих внутри других бактерий или клеток-эукариот, характерны крошечные геномы. Находясь в неизменной среде и не подвергаясь активному отбору, они могут терять относительно менее значимые гены, причем даже те, которые для свободноживущих бактерий абсолютно необходимы – это похоже на многоклеточных паразитов, у которых нередко исчезают целые органы.

Считается, что рибосома – одна из самых стабильных структур клетки, у которой, как правило, сохраняется стандартный набор белков. Но ясно, что бактерии, имеющей всего 121 ген (таков рекордно маленький размер генома бактерий), невозможно отдать пятьдесят с лишним на кодирование рибосомных белков, и поэтому некоторые из них теряются. Нам удалось показать, что эти потери происходят не случайно и подчиняются определенным закономерностям», − отметил профессор Гельфанд.

Вероятность потери рибосомных белков в малой субъединице была меньше, чем в большой, а наиболее часто теряемые белки оказывались на поверхности рибосомы, где они образовывали меньше связей с другими компонентами рибосомы. Более того, эти наиболее часто теряемые белки появились в рибосоме на более поздних этапах эволюции, поэтому когда вставал вопрос о том, какими рибосомными белками пожертвовать, бактерии, видимо, действовали по принципу «последним пришел, первым ушел».

Исследователи также установили, что наибольшие потери белков произошли у трех бактерий с самыми короткими геномами в выборке, и выявили отрицательную корреляцию между размером генома и количеством сохранившихся рибосомных белков. Тем не менее, поскольку рибосомные белки входят в комплект «основных рабочих инструментов» клетки, они, как правило, одними из последних покидают уменьшающийся бактериальный геном.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Позавчера, 14:34
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

11 часов назад
Илья Ведмеденко

Российские судостроители спустили на воду головное скоростное пассажирское судно на подводных крыльях «Метеор 120Р». Предполагается, что оно ни в чем не уступает зарубежным аналогам.

10 часов назад
Мария Азарова

Как показал эксперимент, простая пищевая добавка флаванолов какао помогает людям среднего возраста легче переносить физические упражнения средней интенсивности и повысить их уровень активности.

1 августа
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

29 июля
Сергей Васильев

В Канаде обнаружили окаменелости, поразительно похожие на скелет морских губок и при этом на миллионы лет старше Кембрийского взрыва, когда появились современные типы животных.

Позавчера, 14:34
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: