Біохіміки створили штучні віруси без ДНК

Вченим вдалося змоделювати і синтезувати білкові структури, які утворюють ікосаедр при об’єднанні.

Біохіміки з Вашингтонського університету змоделювали, а потім синтезували білки, які здатні об’єднуватися, утворюючи ікосаедр. Такі складні молекули, чия форма відповідає оболонок багатьох вірусів, можуть застосовуватися в якості транспорту для доставки ліків та інших активних речовин в ракові клітини.
80b6
Стаття опублікована в журналі Nature.

Ікосаедр був побудований з 60 білкових блоків, амінокислотні послідовності яких вибиралися вченими з бази даних Protein Data Bank, містить колекцію тривимірних структур безлічі білків. Всього біологи перевірили 300 різних білків на те, чи здатні вони утворити потрібну форму. Необхідні обчислення дослідники виконували в спеціальній програмі Symmetric RosettaDesign, яка оцінювала різні параметри білкових блоків і визначала, чи можливо побудувати з них ікосаедр.

Для вибраних білків визначалися відповідні гени, які з допомогою плазмід транспортувалися у клітини кишкової палички Escherichia coli. На основі впроваджених послідовностей ДНК бактерії синтезували білкові блоки, які потім витягали з E. coli і поміщалися в спеціальний розчин, де відбувалася самозбірка икосаэдров.

Електронна мікроскопія показала, що розмір отриманих частинок становить 14 нанометрів, і їх структура відповідає тій, що спочатку була отримана за допомогою комп’ютерного моделювання.

За словами вчених, можливість проектувати білки, здатні самоорганізуватися в заздалегідь певні структури, що відкриває шлях до створення мікроскопічних контейнерів, які транспортують великі обсяги речовини, ніж раніше розроблені капсули. Такі капсули можуть застосовуватися для цільової доставки ліків в уражені органи і тканини, що дозволяє знищувати дефектні клітини, не зачіпаючи здорові. Цим вони нагадують порожні капсиди — білкові оболонки, які у цих вірусів містять інфекційну ДНК або РНК.

Ікосаедр — правильний двадцятигранник, кожна грань якого являє собою рівносторонній трикутник. Геодезичні куполи, молекули фулерену, а також футбольні м’ячі мають форму усіченого ікосаедра.