オートゴーナルリボソームサブユニットの相互作用を制御することで,新しい機能の進化が可能になる.
Wolfgang H Schmied1, Zakir Tnimov1, Chayasith Uttamapinant1,2
1Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, UK.
Nature
|December 7, 2018
まとめ
エンジニアリング
科学分野:
- 合成生物学
- 分子生物学
- 生物化学
背景:
- オートゴナルリボソームは,特定のmRNA翻訳のために設計されたリボソームです.
- 既存の正交ライボソームは内生ライボソームとサブユニットを共有し,機能的進化を制限する.
- 新しいリボソーム機能を進化させるには,大きなサブユニット結合を制御することが重要です.
研究 の 目的:
- 制御されたサブユニット関連を持つ新しい正交ライボソームを設計する.
- オートゴーナル・リボソームにおける大きなサブユニットの機能の進化を可能にする.
- 遺伝子組み換えライボソームに 依存する細胞システムを作ります
主な方法:
- 16Sと23SのリボソームRNAを結合して"スタップされた"正交リボソームを設計し,構築した.
- 進化した細胞は ゲノムでコードされた ステープルライボソームを 唯一の翻訳機構として使っています
- クリオ電子顕微鏡を用いて,設計されたリボソームの構造を決定した.
- 新しいモノマー配列をポリマー化するリボソームを作り出すことで 機能的進化を証明した.
主要な成果:
- エンジニアリングされたステープルライボソームは,親の正交ライボソームに匹敵する高い活性を示します.
- 接着したリボソームは内生的なリボソームサブユニットとの関連を最小限にします.
- 単一のリボソームとしてステープルされたリボソームを持つ細胞は,成長をサポートします.
- Cryo-EM可視化により,ステープル媒介サブユニットの構造的基礎が明らかになった.
- 進化したステープルライボソームは 自然のライボソームでは 翻訳できない配列を 効率的に翻訳します
結論:
- エンジニアリングされたステープレッドリボソームは,サブユニット関連と機能の正確な制御を提供します.
- このシステムは,新しい生物学的合成のための整体の直交リボソームの進化を可能にします.
- 細胞内の非正規の生物学的ポリマーを作るための基礎を提供します.
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