Пробив в биотехнологиите: Учени създадоха ензим за светкавичен синтез на РНК

Изследователи от Калифорнийския университет в Ървайн разработиха новия ензим C28, способен да извършва бърз и прецизен синтез на РНК, преодолявайки ограниченията на естествените ДНК полимерази. Ензимът поддържа дълги последователности, извършва обратна транскрипция и генерира хибридни ДНК-РНК молекули. Това открива нови възможности за разработване на ваксини, диагностика и генна терапия.

Бързият, прецизен и гъвкав синтез на РНК е необходим за създаването на мРНК ваксини и персонализирани терапии. Въпреки това естествените ензими, копиращи ДНК (ДНК полимерази), не могат да създават дълги и сложни РНК молекули.

„ДНК-полимеразите по своята същност са проектирани да отхвърлят РНК“, обяснява ръководителят на изследването Джон Чапут. – Преодоляхме тази бариера не чрез пряко препроектиране на активния център на ензима, а като позволихме на еволюцията сама да намери неочаквани структурни решения.“

За да решат този проблем, изследователите използват насочена еволюция, за да създадат ензими с нови свойства. Този подход използва принципите на естествения подбор, но ги ускорява и насочва в правилната посока.

Екипът рекомбинира сродни полимеразни гени и тества милиони варианти паралелно на високопроизводителна клетъчна скринингова платформа. След няколко кръга на селекция е идентифицирана С28 – полимераза с десетки мутации, които работят заедно, за да осигурят ефективен синтез на РНК.

Новият ензим работи бързо и с висока прецизност: той синтезира дълги РНК вериги със скорост около три нуклеотида в секунда, което е близко до естествените процеси. Същевременно ензимът е в състояние да използва химически модифицирани градивни елементи, да извършва обратна транскрипция, като копира РНК обратно в ДНК, и да създава хибридни молекули ДНК-РНК. Този набор от свойства прави C28 ценен инструмент за биотехнологични и медицински изследвания.

Създаването на C28 е от голямо значение за науката и медицината. Ензимът може да ускори разработването на мРНК ваксини, нови терапевтични молекули и персонализирани лекарства.