Ученые раскрыли механизм синтеза белка у паразита Giardia, вызывающего диарейные заболевания

Новые открытия могут оказаться ценными для скрининга специфических лекарств против Giardia и других простейших паразитов.

Криоэлектронная микроскопия (крио-ЭМ) - очень мощный инструмент, позволяющий визуализировать клеточные механизмы с большим увеличением. Криогенная установка предотвращает повреждение и искажение биологических образцов, в результате чего клеточные процессы можно рассматривать как серию снимков, но с молекулярными деталями.

В последние годы крио-ЭМ сыграла важную роль в раскрытии этапов синтеза белка у различных видов, от бактерий до человека. Однако не было известно о процессе синтеза белка в простейших организмах - группе одноклеточных организмов, которые часто паразитируют на человеке и других млекопитающих.

Ученый из Упсалы профессор Супарна Саньял и члены ее команды, в частности доктор Сонея Маджумдар и аспирант Эндрю Эммерих, взялись за сложный проект по раскрытию деталей синтеза белка Giardia intestinalis в 2020 году.

Giardia - важная тема для исследований не только потому, что она вызывает неприятную диарею у млекопитающих, но и потому, что она служит модельной системой для гораздо более опасных простейших паразитов. В сотрудничестве с экспертом по лямблиям профессором Стаффаном Свардом из Уппсальского университета, исследовательская группа вырастила лямблии и очистила нативные рибосомы - белковую фабрику клетки. Они установили крио-ЭМ сетки в центре Уппсальского университета и собирали крио-ЭМ данные в узле Умео центра SciLifeLab.

После двух лет напряженной работы им удалось получить структуры высокого разрешения шести различных состояний элонгации синтеза белка Giardia. Эти новые структуры можно было собрать в видеоролик, демонстрирующий последовательные изменения в структуре рибосомы, перемещение тРНК, связывание и высвобождение фактора элонгации трансляции eEF2 - все это необходимо для синтеза белка у Giardia и других простейших.

Более того, Саньял и его коллеги смогли расшифровать важные отличия рибосомы Giardia от бактериальных и человеческих рибосом, что может быть ценным для скрининга специфических лекарств против Giardia и других простейших паразитов.