Природа полагается на ферменты, чтобы ускорить энергоемкие биохимические реакции, которые необходимы для сохранения жизни. Однако натуральным ферментам все одинаково не удовлетворяют для всех типов реакции. Искусственно созданные катализаторы намного более универсальны, поскольку они могут способствовать еще многим химическим процессам синтеза.
Есть поэтому большой потенциал во введении искусственных катализаторов в живые клетки и органы, чтобы изменить функции клетки на генетическом уровне или создать препарат от безопасного предшественника в самой клетке. Однако такие катализаторы часто работают только при условиях, которыми строго управляют, которых почти невозможно достигнуть в живых клетках.Каскад искусственных компонентов
Чтобы преодолеть это ограничение, исследователи из Базельских университетов (профессор Томас Уорд) и Женевы (профессор Стефан Мэтайл) и из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (профессор Мартин Фассенеггер) развивали катализатор маленькой молекулы, который может управлять генным выключателем. Если этот выключатель активирован, желаемая функция клетки вызвана.
Для текущего исследования исследователи произвели metalloenzyme – биологически совместимый белок, в который включен каталитически активный металлический фрагмент (в этом рутении случая). С этим методом они добились успеха впервые в развитии искусственного metalloenzyme, который смог проникнуть через клетку млекопитающих.Однажды в клетке, metalloenzyme – как троянский конь – развернул свою каталитическую функцию и ускорил производство конкретного гормона щитовидной железы.
Этот гормон тогда активировал синтетический генный выключатель, который привел к созданию флуоресцентного белка, названного люциферазой.Новый вид химии в живых организмахИсследование, опубликованное по своей природе Коммуникации, доказывает выполнимость инновационного подхода, который предназначается для развития функций клетки и целей дополнить традиционные биохимические процессы.
Работа – хороший пример возможностей, предлагаемых комбинацией синтетической биологии и металлоорганической химии для контроля функций клетки в живых организмах.