Учёные из Петербургского института ядерной физики НИЦ «Курчатовский институт», Перуанского университета прикладных наук и Института Макса Планка разработали платформу для быстрого и точного анализа многокомпонентных молекулярных систем, в том числе для тестирования антимикробных соединений. Инструмент основан на технологии микротермофореза — наблюдении за движением флуоресцентно меченных молекул в стеклянном капилляре под действием температурного градиента. Скорость и направление движения зависят от размера, заряда и оболочки молекулы, а при присоединении «партнёра» они меняются, что позволяет выявить взаимодействие и оценить его силу. Результаты опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.
Трансляция — процесс синтеза белка на рибосомах — служит главной мишенью для многих антибиотиков, поскольку нарушение этого процесса приводит к гибели бактерий. Однако бактерии приобретают устойчивость, изменяя структуру молекул-участников трансляции, и препараты перестают действовать. Существующие методы изучения трансляции либо требуют сложного оборудования и опасных радиоактивных меток, либо недостаточно точны. Новая платформа предлагает быстрый, контролируемый и бюджетный подход.
Авторы подобрали светящиеся красители, которые не нарушают работу рибосом, и разработали способ мечения самих рибосом без потери их свойств. С помощью платформы исследователи изучили все стадии первого этапа синтеза белка — сборку рибосомы и её связывание с матричной РНК. Эксперимент показал, что вспомогательные белки (факторы инициации) взаимно усиливают связывание друг друга и транспортной РНК с рибосомой, а также позволил уточнить роли отдельных белков в этом процессе.
Затем учёные применили платформу для анализа соединений, подавляющих трансляцию: ДНК-аптамеров, антимикробного пептида и антибиотиков. Новая технология быстро оценила взаимодействия веществ и силу их связывания, что незаменимо для первоначального скрининга лекарств. Разработка будет полезна как при создании новых антибиотиков, так и при выяснении механизмов устойчивости к существующим препаратам. Исследование выполнено при поддержке гранта РНФ.
Фото: Руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Дарья Виноградова. Источник: Дарья Виноградова / Петербургский институт ядерной физики имени Б.П. Константинова НИЦ «Курчатовский институт».
