Svaka živa ćelija oslanja se na ribozome, sićušne molekularne mašine koje čitaju genetska uputstva i prema njima sastavljaju proteine. Prirodni ribozomi su univerzalni radnici koji mogu da proizvode hiljade različitih proteina. Naučnici su sada napravili drugačiju verziju – ribozom specijalizovan za samo jedan zadatak.
Nova platforma nazvana Ribo-M fizički povezuje ribozom sa informacionom RNK koja sadrži recept za određeni protein. Umesto da se ribozom kreće kroz ćeliju i traži odgovarajuće uputstvo, ono je stalno pričvršćeno za njega.
Istraživači sa Univerziteta Ilinois u Čikagu razvijali su sistem tokom višegodišnjeg procesa pokušaja i grešaka. Napravili su desetine hiljada različitih varijanti, a zatim pregledali hiljade bakterijskih kolonija kako bi pronašli konstrukciju koja zaista funkcioniše.
Kako je opisano u časopisu Nature, Ribo-M uspešno je proizveo nekoliko različitih proteina. Među njima su bili fluorescentni protein, protein povezan sa otpornošću na antibiotike i enzim koji proizvodi svetlost. To je pokazalo da osnovni princip može da se prilagodi različitim zadacima.
Prednost specijalizovanog ribozoma nije samo u brzini. Naučnici bi mogli da ga menjaju bez ometanja prirodnih ribozoma koji održavaju ćeliju u životu. Tako bi nastao odvojen proizvodni sistem namenjen neobičnim proteinima, lekovima ili industrijskim enzimima.
Prirodni proteini izgrađeni su od standardnog skupa aminokiselina. Specijalizovani ribozomi mogli bi jednog dana da budu prilagođeni tako da koriste i nestandardne aminokiseline. Time bi nastali proteini sa osobinama koje se ne pojavljuju u prirodi – otporniji, stabilniji ili sposobni da izvršavaju nove hemijske zadatke.
Jedna od mogućih primena je proizvodnja peptidnih lekova. Takvi molekuli danas često zahtevaju složene i skupe proizvodne postupke. Ako bi žive ćelije pomoću specijalizovanih ribozoma mogle efikasno da ih sastavljaju, proizvodnja bi mogla da postane jednostavnija i prilagodljivija.
Istraživači ipak naglašavaju da je Ribo-M tek dokaz osnovnog principa. Sami ga porede sa „biciklom sa krilima“, a ne sa prvim avionom. Sistem radi, ali je potrebno mnogo usavršavanja pre ozbiljne medicinske ili industrijske primene.
Otkriće ima značaj i za proučavanje nastanka života. Rani sistemi za proizvodnju proteina možda nisu imali odvojene ribozome i slobodne molekule RNK kao savremene ćelije. Jedinica u kojoj su mašina i uputstvo fizički povezani mogla bi da podseća na jednostavnije biološke sisteme iz daleke prošlosti.
Ribozom je milijardama godina bio univerzalni radnik ćelije. Novi eksperiment pokazuje da se može pretvoriti u specijalistu koji uvek nosi isti recept. Ako tehnologija sazri, ćelije bi jednog dana mogle da postanu precizne fabrike za molekule koje priroda nikada ranije nije proizvodila.
S.B.
