Исследователи из Калифорнийского университета представили фермент C28. Он способен создавать молекулы РНК с высокой скоростью и точностью. Эта разработка решает задачу, с которой природные механизмы справляются плохо.
«Стандартные ферменты, словно по инерции, отталкивают РНК», — поясняет руководитель проекта Джон Чапут.
Из-за этого сборка длинных и структурно сложных последовательностей всегда была узким местом в биотехнологиях. Ученые не стали создавать фермент с нуля. Они применили метод направленной эволюции.
Суть подхода заключалась в том, чтобы заставить огромное количество вариантов фермента соревноваться друг с другом. Родственные гены полимераз смешивали, рекомбинировали и пропускали через высокопроизводительную платформу. Так анализировали миллионы комбинаций в процессе ускоренного естественного отбора в пробирке.
После нескольких циклов такого отбора определился лидер — вариант C28. В его структуре закрепились десятки мутаций, которые в сумме дали нужный эффект. Новый фермент работает быстро, выстраивая цепочку примерно из трех нуклеотидов в секунду. Это уже сопоставимо со скоростью природных клеточных процессов.
Но важна не только скорость. C28 демонстрирует высокую точность сборки и способен формировать длинные молекулы. Кроме того, он может использовать химически модифицированные строительные блоки. Фермент также выполняет обратную транскрипцию, что расширяет спектр его применения в лабораторной практике.
Сами авторы исследования признают, что работа над ферментом еще не завершена. Вариант C28 требует доработок, прежде чем станет стандартным инструментом в лабораториях.
Интересно, что почти одновременно другая группа ученых также сделала открытие в этой сфере. Команда под руководством Филиппа Холлигера из Лаборатории молекулярной биологии MRC в Кембридже обнаружила молекулу РНК, которая может пролить свет на происхождение жизни на Земле.
