I ricercatori svizzeri scoprono il modo potenziale progettare i nuovi antibiotici

Due gruppi di ricerca svizzeri dall'università di Berna e del ETH Zurigo hanno messo a punto un nuovo metodo per fare luce su un trattamento principalmente sconosciuto di produzione batterica della proteina. I loro risultati hanno potuto essere usati per la progettazione di nuovi antibiotici.

I ribosomi sono le fabbriche della cella e, come tale, sono responsabili della lavorazione delle proteine. Somigliano ad un complesso e ad un macchinario altamente dinamico fatti delle molecole ribosomiali del RNA e di varie proteine ribosomiali. Finchè le fabbriche di tesi dirette uniformemente, amminoacidi sono un incessante in profondità nel centro del complesso per formare le nuove proteine che poi sono rilasciate tramite un tunnel ribosomiale stretto speciale dell'uscita. Ma a volte le cose rimangono incastrate nella riga di montaggio. Le proteine sono ostacolate per lasciare il tunnel dell'uscita e l'intero macchinario è bloccato.

L'arresto diffuso è interno per la cella e ecco perché è mirato a efficientemente dagli antibiotici. Effettivamente, i ribosomi sono così centrali per il funzionamento della cella che tutta l'ostruzione seria del macchinario ha conseguenze gravi per l'intero organismo. Ecco perché più della metà degli antibiotici naturali mirano al ribosoma in qualche modo. Capendo i meccanismi di dove e come questi antibiotici ostruiscono la fabbrica della proteina è quindi un percorso di promessa verso i nuovi antibiotici, un campo di ricerca che sta diventando sempre più importante mentre gli antibiotici conosciuti perdono gradualmente la loro potenza. “Abbiamo bisogno di un uso mirato a di nuovi antibiotici per combattere le resistenze degli antibiotici„, diciamo Norbert Polacek del dipartimento di chimica e della biochimica all'università di Berna ed alla guida del gruppo nel centro nazionale di competenza nella ricerca “RNA & malattia„. Insieme al gruppo di Jonathan Corridoio del dipartimento di chimica e di scienze biologiche applicate al ETH Zurigo, ora ha scoperto un modo possibile ai nuovi antibiotici. I risultati dello studio sono stati pubblicati “nella ricerca degli acidi nucleici„.

“Applicazione del freno„ descritta

L'arresto del ribosoma è un punto di partenza di promessa per questo genere di ricerca, poichè il ruolo funzionale del tunnel ribosomiale dell'uscita alla sintesi ed alla folding proteico del polipeptide sta cominciando soltanto ad essere capito nei termini molecolari. Sembra come il tunnel funge da qualcosa di un pedale del freno del trattamento di traduzione, accumulante le proteine dall'accordo delle sequenze del RNA messaggero. A volte ostacolare sta rallentando appena la traduzione, a volte le interazioni specifiche delle proteine nascenti con il risultato della parete del tunnel in un arresto completo di traduzione, il cosiddetto arresto ribosomiale. Ma questo arresto accade quanto esattamente? E come le stazioni ulteriore si scolano la catena di montaggio sanno che il lavoro deve riposare?

Per rispondere a questo, i gruppi di ricerca hanno esaminato il trattamento dell'arresto indotto dall'eritromicina e da altri antibiotici del macrolide (che inibiscono la sintesi delle proteine dei batteri). Hanno capito un modo ingegnoso alterare le parti minuscole del tunnel e vedere come questo arresto commovente sostituendo i gruppi funzionali di singolo nucleobase o persino i singoli atomi di RNA ribosomiale essi poteva dimostrare l'importanza dei gruppi funzionali specifici nel tunnel per l'arresto del ribosoma dei tossicodipendenti. Hanno identificato le parti esatte del macchinario ribosomiale responsabile della percezione e della trasmissione del segnale dell'arresto dal tunnel dell'uscita di nuovo al centro peptidilico della transferasi del ribosoma in cui gli amminoacidi sono collegati insieme per sviluppare le proteine. Questi nucleobases non contribuiscono significativamente al meccanismo globale della biosintesi della proteina, eppure il loro ruolo elaborato per il video co-di traduzione delle catene nascenti del peptide dentro il tunnel dell'uscita può spiegare la loro conservazione evolutiva.

Forze unentesi per i problemi complessi

La ricerca è non solo interessante per le implicazioni farmaceutiche, ma anche perché evidenzia il potenziale degli approcci interdisciplinari ai problemi complessi di biologia molecolare. “Il lavoro non potrebbe essere compiuto dal gruppo a Berna o da Zürich da solo„, sforzi di Norbert Polacek. Entrambi i gruppi hanno dovuto contribuire la loro competenza, il gruppo di Corridoio dal ETH Zurigo la competenza nella sintesi chimica del RNA ed il gruppo di Polacek dall'università di Berna le abilità in biochimica del ribosoma. In questo, la ricerca è un esempio perfetto della filosofia della ricerca del NCCR “RNA & malattia - il ruolo di biologia del RNA nei meccanismi di malattia„, gettante un ponte apre fra le discipline per approfondire la nostra comprensione di varie connessioni fra il RNA e la malattia.