stringtranslate.com

Рибозим

Трехмерная структура рибозима молотоголового типа

Рибозимы ( рибонуклеиновые кислоты энзимы ) представляют собой молекулы РНК , которые обладают способностью катализировать определенные биохимические реакции, включая сплайсинг РНК при экспрессии генов , аналогично действию белковых ферментов . Открытие рибозимов в 1982 году продемонстрировало, что РНК может быть как генетическим материалом (как ДНК ), так и биологическим катализатором (как белковые ферменты), и способствовало гипотезе мира РНК , которая предполагает, что РНК могла играть важную роль в эволюции пребиотических самовоспроизводящихся систем. [1]

Наиболее распространенными видами деятельности природных или in vitro эволюционировавших рибозимов являются расщепление (или лигирование) РНК и ДНК и образование пептидных связей. [2] Например, самый маленький известный рибозим (GUGGC-3') может аминоацилировать последовательность GCCU-3' в присутствии PheAMP. [3] Внутри рибосомы рибозимы функционируют как часть большой субъединицы рибосомальной РНК для связывания аминокислот во время синтеза белка . Они также участвуют в различных реакциях процессинга РНК , включая сплайсинг РНК , вирусную репликацию и биосинтез транспортной РНК . Примерами рибозимов являются рибозим-молот , рибозим VS , лидзим и рибозим-шпилька .

Исследователи, которые изучают происхождение жизни через гипотезу мира РНК, работали над открытием рибозима со способностью к саморепликации, что потребовало бы от него способности каталитически синтезировать полимеры РНК. Это должно происходить в пребиотически правдоподобных условиях с высокими показателями точности копирования, чтобы предотвратить деградацию информации, но также допуская возникновение случайных ошибок в процессе копирования, чтобы позволить дарвиновской эволюции продолжаться. [4]

Были предприняты попытки разработать рибозимы в качестве терапевтических агентов, в качестве ферментов, нацеленных на определенные последовательности РНК для расщепления, в качестве биосенсоров и для применения в функциональной геномике и открытии генов. [5]

Открытие

Схема, показывающая расщепление РНК рибозимом

До открытия рибозимов ферменты , которые определялись [исключительно] как каталитические белки , были единственными известными биологическими катализаторами . В 1967 году Карл Вёзе , Фрэнсис Крик и Лесли Оргел первыми предположили, что РНК может действовать как катализатор. Эта идея основывалась на открытии того, что РНК может образовывать сложные вторичные структуры . [6] Эти рибозимы были обнаружены в интроне транскрипта РНК, который удалялся из транскрипта, а также в компоненте РНК комплекса РНКазы P, который участвует в созревании пре- тРНК . В 1989 году Томас Р. Чех и Сидней Альтман разделили Нобелевскую премию по химии за «открытие каталитических свойств РНК». [7] Термин рибозим был впервые введен Келли Кругер и др. в статье, опубликованной в Cell в 1982 году. [1]

В биологии прочно укоренилось убеждение , что катализ предназначен для белков. Однако идея РНК-катализа отчасти мотивирована старым вопросом о происхождении жизни: что появилось первым — ферменты, выполняющие работу клетки, или нуклеиновые кислоты, несущие информацию, необходимую для производства ферментов? Концепция «рибонуклеиновых кислот как катализаторов» обходит эту проблему. РНК, по сути, может быть и курицей, и яйцом. [8]

В 1980-х годах Томас Чех из Университета Колорадо в Боулдере изучал вырезание интронов в гене рибосомальной РНК в Tetrahymena thermophila . Пытаясь очистить фермент, ответственный за реакцию сплайсинга, он обнаружил, что интрон может быть вырезан без добавления какого-либо клеточного экстракта. Как бы они ни старались, Чех и его коллеги не смогли идентифицировать какой-либо белок, связанный с реакцией сплайсинга. После долгой работы Чех предположил, что часть последовательности интрона РНК может разрывать и преобразовывать фосфодиэфирные связи. Примерно в то же время Сидни Альтман, профессор Йельского университета , изучал, как молекулы тРНК обрабатываются в клетке, когда он и его коллеги выделили фермент под названием РНКаза-P , который отвечает за преобразование предшественника тРНК в активную тРНК. К своему большому удивлению они обнаружили, что РНКаза-P содержит РНК в дополнение к белку, и что РНК является существенным компонентом активного фермента. Это была настолько чуждая идея, что им было трудно опубликовать свои выводы. В следующем году [ какой? ] Альтман продемонстрировал, что РНК может действовать как катализатор, показав, что субъединица РНК RNase-P может катализировать расщепление предшественника тРНК в активную тРНК в отсутствие какого-либо белкового компонента.

После открытия Чеха и Альтмана другие исследователи обнаружили другие примеры саморасщепляющихся РНК или каталитических молекул РНК. Многие рибозимы имеют активный центр в форме шпильки или головки молотка и уникальную вторичную структуру, которая позволяет им расщеплять другие молекулы РНК в определенных последовательностях. Теперь стало возможным создавать рибозимы, которые будут специфически расщеплять любую молекулу РНК. Эти РНК-катализаторы могут иметь фармацевтическое применение. Например, рибозим был разработан для расщепления РНК ВИЧ . Если бы такой рибозим был создан клеткой, все входящие вирусные частицы имели бы свой геном РНК, расщепляемый рибозимом, что предотвратило бы заражение.

Структура и механизм

Несмотря на то, что у каждого мономерного звена (нуклеотида) есть только четыре варианта выбора, по сравнению с 20 боковыми цепями аминокислот , обнаруженными в белках, рибозимы имеют разнообразные структуры и механизмы. Во многих случаях они способны имитировать механизм, используемый их белковыми аналогами. Например, в саморасщепляющихся рибозимных РНК, линейная реакция SN2 осуществляется с использованием 2'-гидроксильной группы в качестве нуклеофила, атакующего мостиковый фосфат и заставляющего 5'-кислород основания N+1 действовать как уходящая группа. Для сравнения, РНКаза A, белок, катализирующий ту же реакцию, использует координирующий гистидин и лизин в качестве основания для атаки фосфатного остова. [2] [ необходимо разъяснение ]

Как и многие белковые ферменты, связывание металла также имеет решающее значение для функционирования многих рибозимов. [9] Часто эти взаимодействия используют как фосфатный остов, так и основание нуклеотида, вызывая резкие конформационные изменения. [10] Существует два класса механизмов для расщепления фосфодиэфирного остова в присутствии металла. В первом механизме внутренняя 2'-ОН группа атакует фосфорный центр в механизме SN 2. Ионы металла способствуют этой реакции, сначала координируя кислород фосфата, а затем стабилизируя оксианион. Второй механизм также следует замещению SN 2 , но нуклеофил поступает из воды или экзогенных гидроксильных групп, а не из самой РНК. Наименьшим рибозимом является UUU, который может способствовать расщеплению между G и A тетрануклеотида GAAA через первый механизм в присутствии Mn 2+ . Причина, по которой этот тринуклеотид (а не комплементарный тетрамер) катализирует эту реакцию, может заключаться в том, что пара UUU-AAA является самым слабым и наиболее гибким тринуклеотидом среди 64 конформаций, что обеспечивает сайт связывания для Mn 2+ . [11]

Перенос фосфорила также может катализироваться без ионов металлов. Например, рибозимы панкреатической рибонуклеазы А и вируса гепатита дельта (HDV) могут катализировать расщепление остова РНК посредством кислотно-щелочного катализа без ионов металлов. [12] [13] Рибозим-шпилька также может катализировать саморасщепление РНК без ионов металлов, но механизм этого до сих пор неясен. [13]

Рибозим также может катализировать образование пептидной связи между соседними аминокислотами за счет снижения энтропии активации. [12]

Структурные изображения рибозима
Изображение, показывающее разнообразие структур рибозимов. Слева направо: лидзим, рибозим-молот, рибозим-твистер

Деятельность

Рибосома — это биологическая машина , которая использует рибозим для перевода РНК в белки.

Хотя рибозимы довольно редки в большинстве клеток, их роли иногда имеют важное значение для жизни. Например, функциональная часть рибосомы , биологической машины , которая транслирует РНК в белки, по сути является рибозимом, состоящим из третичных структурных мотивов РНК , которые часто координируются с ионами металлов, такими как Mg2 +, в качестве кофакторов . [14] В модельной системе нет необходимости в двухвалентных катионах в пятинуклеотидной РНК, катализирующей трансфенилаланинирование четырехнуклеотидного субстрата с тремя парами оснований, комплементарными катализатору, где катализатор/субстрат были разработаны путем усечения рибозима C3. [15]

Наиболее изученными рибозимами, вероятно, являются те, которые разрезают себя или другие РНК, как в первоначальном открытии Чеха [16] и Альтмана. [17] Однако рибозимы могут быть разработаны для катализа ряда реакций, многие из которых могут происходить в жизни, но не были обнаружены в клетках. [18]

РНК может катализировать сворачивание патологической белковой конформации приона способом, аналогичным тому, как это делает шаперонин . [19]

Рибозимы и происхождение жизни

РНК также может выступать в качестве наследственной молекулы, что побудило Уолтера Гилберта предположить, что в далеком прошлом клетка использовала РНК как генетический материал, так и структурную и каталитическую молекулу, а не разделяла эти функции между ДНК и белком , как это происходит сегодня; эта гипотеза известна как « гипотеза мира РНК » происхождения жизни . [20] Поскольку нуклеотиды и РНК (и, следовательно, рибозимы) могут возникать из неорганических химических веществ, они являются кандидатами на роль первых ферментов , и фактически, первых «репликаторов» (т. е. макромолекул, содержащих информацию, которые реплицируют себя). Пример самовоспроизводящегося рибозима, который связывает два субстрата для создания точной копии самого себя, был описан в 2002 году. [21] Открытие каталитической активности РНК разрешило парадокс «курица и яйцо» происхождения жизни, решив проблему происхождения центральной догмы пептида и нуклеиновой кислоты . Согласно этому сценарию, при зарождении жизни вся ферментативная активность и кодирование генетической информации осуществлялись одной молекулой: РНК.

В лабораторных условиях были получены рибозимы , способные катализировать синтез других молекул РНК из активированных мономеров в очень специфических условиях, эти молекулы известны как рибозимы РНК-полимеразы . [22] Первый рибозим РНК-полимеразы был описан в 1996 году и был способен синтезировать полимеры РНК длиной до 6 нуклеотидов. [23] Мутагенез и селекция были выполнены на рибозиме РНК-лигазы из большого пула случайных последовательностей РНК, [24] что привело к выделению улучшенного рибозима полимеразы «Round-18» в 2001 году, который теперь может катализировать полимеры РНК длиной до 14 нуклеотидов. [25] При применении дальнейшего отбора на рибозиме Round-18 был получен рибозим B6.61, который смог добавить до 20 нуклеотидов к матрице праймера за 24 часа, пока он не разложится путем расщепления своих фосфодиэфирных связей. [26]

Скорость, с которой рибозимы могут полимеризовать последовательность РНК, существенно увеличивается, когда это происходит внутри мицеллы . [27]

Следующим открытым рибозимом был рибозим «tC19Z», который может добавлять до 95 нуклеотидов с точностью 0,0083 мутаций/нуклеотид. [28] Затем исследователи обнаружили рибозим «tC9Y», который также был способен синтезировать цепи РНК длиной до 206 нуклеотидов в условиях эвтектической фазы при температуре ниже нуля [29] , условиях, которые, как ранее было показано, способствуют активности полимеразы рибозима. [30]

РНК-полимераза рибозим (RPR), называемая tC9-4M, была способна полимеризовать цепи РНК длиннее себя (т.е. длиннее 177 нт) в концентрациях ионов магния, близких к физиологическим уровням, тогда как более ранние RPR требовали пребиотически неправдоподобных концентраций до 200 мМ. Единственным фактором, необходимым для достижения этого, было присутствие очень простого аминокислотного полимера, называемого лизиндекапептидом. [31]

Самый сложный RPR, синтезированный к тому моменту, был назван 24-3, который был недавно способен полимеризовать последовательности значительного разнообразия нуклеотидных последовательностей и перемещаться по сложным вторичным структурам субстратов РНК, недоступным для предыдущих рибозимов. Фактически, этот эксперимент был первым, в котором рибозим использовался для синтеза молекулы тРНК. [32] Начиная с рибозима 24-3, Тьхунг и др. [33] применили еще четырнадцать раундов отбора, чтобы получить рибозим РНК-полимеразы путем эволюции in vitro, названный «38-6», который обладает беспрецедентным уровнем активности в копировании сложных молекул РНК. Однако этот рибозим не способен копировать себя, а его РНК-продукты имеют высокую скорость мутаций . В последующем исследовании ученые начали с рибозима 38-6 и применили еще 14 раундов отбора для создания рибозима «52-2», который по сравнению с 38-6 снова был во много раз более активным и мог начать генерировать обнаруживаемые и функциональные уровни лигазы класса I, хотя он все еще был ограничен в своей точности и функциональности по сравнению с копированием того же шаблона такими белками, как РНК-полимераза T7. [34]

RPR, называемый t5(+1), добавляет триплетные нуклеотиды за раз, а не только один нуклеотид за раз. Этот гетеродимерный RPR может перемещаться по вторичным структурам, недоступным для 24-3, включая шпильки. В исходном пуле вариантов РНК, полученных только из ранее синтезированного RPR, известного как Z RPR, две последовательности возникли отдельно и эволюционировали, чтобы стать взаимно зависимыми друг от друга. РНК типа 1 эволюционировала, чтобы стать каталитически неактивной, но комплексообразование с РНК типа 5 усилило ее способность к полимеризации и сделало возможными межмолекулярные взаимодействия с субстратом шаблона РНК, устраняя необходимость привязывать шаблон непосредственно к последовательности РНК RPR, что было ограничением более ранних исследований. Не только t5(+1) не нуждался в связывании с шаблоном, но и праймер не был нужен, поскольку t5(+1) обладал способностью полимеризовать шаблон как в направлениях 3' → 5', так и 5' 3 → 3'. [35]

Высокоразвитый [ неопределенный ] РНК-полимераза рибозим был способен функционировать как обратная транскриптаза , то есть он может синтезировать копию ДНК с использованием шаблона РНК. [36] Такая активность считается [ кем? ] решающей для перехода от РНК к ДНК-геномам в ранней истории жизни на Земле. Способность к обратной транскрипции могла возникнуть как вторичная функция раннего РНК-зависимого РНК-полимеразного рибозима.

Последовательность РНК, которая сворачивается в рибозим, способна вторгаться в дуплексную РНК, перестраиваться в открытый голополимеразный комплекс, а затем искать конкретную последовательность промотора РНК и после распознавания перестраиваться снова в процессивную форму, которая полимеризует комплементарную цепь последовательности. Этот рибозим способен удлинять дуплексную РНК до 107 нуклеотидов и делает это без необходимости связывать полимеризуемую последовательность. [37]

Искусственные рибозимы

С момента открытия рибозимов, существующих в живых организмах, появился интерес к изучению новых синтетических рибозимов, созданных в лабораторных условиях. Например, были получены искусственно созданные саморасщепляющиеся РНК с хорошей ферментативной активностью. Танг и Брейкер [38] изолировали саморасщепляющиеся РНК путем in vitro отбора РНК, происходящих из РНК со случайной последовательностью. Некоторые из созданных синтетических рибозимов имели новые структуры, в то время как некоторые были похожи на встречающийся в природе рибозим-молот.

В 2015 году исследователи из Северо-Западного университета и Иллинойсского университета в Чикаго сконструировали привязанную рибосому, которая работает почти так же хорошо, как и настоящий клеточный компонент, который производит все белки и ферменты внутри клетки. Искусственная рибосома, названная Рибосома-Т, или Рибо-Т, была создана Майклом Джуэттом и Александром Манкиным. [39] Методы, используемые для создания искусственных рибозимов, включают направленную эволюцию. Этот подход использует двойственную природу РНК как катализатора и информационного полимера, что позволяет исследователю легко производить огромные популяции РНК-катализаторов с помощью ферментов полимеразы . Рибозимы мутируют путем обратной транскрипции их с помощью обратной транскриптазы в различные кДНК и амплифицируются с помощью подверженной ошибкам ПЦР . Параметры отбора в этих экспериментах часто различаются. Один из подходов к выбору рибозима лигазы включает использование биотиновых меток, которые ковалентно связаны с субстратом. Если молекула обладает желаемой лигазной активностью, для восстановления активных молекул можно использовать матрицу стрептавидина .

Линкольн и Джойс использовали эволюцию in vitro для разработки рибозимных лигаз, способных к саморепликации примерно за час посредством присоединения предварительно синтезированных высококомплементарных олигонуклеотидов. [40]

Хотя это и не истинные катализаторы, создание искусственных саморасщепляющихся рибопереключателей , называемых аптазимами , также стало активной областью исследований. Рибопереключатели представляют собой регуляторные мотивы РНК, которые изменяют свою структуру в ответ на лиганд небольшой молекулы для регулирования трансляции. Хотя известно много природных рибопереключателей, которые связывают широкий спектр метаболитов и других небольших органических молекул, описан только один рибозим на основе рибопереключателя: glmS . [41] Ранние работы по характеристике саморасщепляющихся рибопереключателей были сосредоточены на использовании теофиллина в качестве лиганда. В этих исследованиях образуется шпилька РНК, которая блокирует сайт связывания рибосомы , тем самым ингибируя трансляцию. В присутствии лиганда , в этих случаях теофиллина, регуляторная область РНК расщепляется, что позволяет рибосоме связывать и транслировать целевой ген. Большая часть этой работы по инженерии РНК была основана на рациональном дизайне и ранее определенных структурах РНК, а не на направленной эволюции, как в приведенных выше примерах. Более поздние работы расширили лиганды, используемые в рибозимных рибопереключателях, включив в них тиминпирофосфат. Активируемая флуоресценцией сортировка клеток также использовалась для инженерии аптазимов. [42]

Приложения

Рибозимы были предложены и разработаны для лечения заболеваний с помощью генной терапии . Одной из основных проблем использования ферментов на основе РНК в качестве терапевтических средств является короткий период полураспада каталитических молекул РНК в организме. Для борьбы с этим 2'-позиция на рибозе модифицируется для улучшения стабильности РНК. Одной из областей генной терапии рибозимами было ингибирование вирусов на основе РНК.

Разработан тип синтетического рибозима, направленного против РНК ВИЧ, называемый генным сдвигом , который прошел клинические испытания для лечения ВИЧ-инфекции. [43] [44]

Аналогичным образом, рибозимы были разработаны для воздействия на РНК вируса гепатита С , коронавируса атипичной пневмонии (SARS-CoV), [45] аденовируса [45] и РНК вирусов гриппа A и B. [46] [47] [48] [45] Рибозим способен расщеплять консервативные области генома вируса, что, как было показано, снижает количество вируса в культуре клеток млекопитающих. [49] Несмотря на эти усилия исследователей, эти проекты остались на доклинической стадии.

Известные рибозимы

Хорошо проверенные классы природных рибозимов:

Смотрите также

Примечания и ссылки

  1. ^ ab Kruger K, Grabowski PJ, Zaug AJ, Sands J, Gottschling DE, Cech TR (ноябрь 1982 г.). "Самосплайсинг РНК: автоэксцизия и автоциклизация рибосомальной РНК, промежуточной последовательности Tetrahymena". Cell . 31 (1): 147–157. doi :10.1016/0092-8674(82)90414-7. PMID  6297745. S2CID  14787080.
  2. ^ ab Fedor MJ, Williamson JR (май 2005 г.). «Каталитическое разнообразие РНК». Nature Reviews. Молекулярная клеточная биология . 6 (5): 399–412. doi :10.1038/nrm1647. PMID  15956979. S2CID  33304782.
  3. ^ Ярус М (октябрь 2011 г.). «Значение крошечного рибозима». Философские труды Лондонского королевского общества. Серия B, Биологические науки . 366 (1580): 2902–2909. doi :10.1098/rstb.2011.0139. PMC 3158920. PMID  21930581 . 
  4. ^ Martin LL, Unrau PJ, Müller UF (январь 2015 г.). «Синтез РНК in vitro отобранными рибозимами для воссоздания мира РНК». Life . 5 (1). Базель, Швейцария: 247–68. Bibcode :2015Life....5..247M. doi : 10.3390/life5010247 . PMC 4390851 . PMID  25610978. 
  5. ^ Hean J, Weinberg MS (2008). «Повторный взгляд на рибозим Hammerhead: новые биологические идеи для разработки терапевтических агентов и приложений обратной геномики». В Morris KL (ред.). РНК и регуляция экспрессии генов: скрытый слой сложности . Норфолк, Англия: Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-25-7.
  6. ^ Woese C (1967). Генетический код . Нью-Йорк: Harper and Row.
  7. ↑ Нобелевская премия по химии 1989 года была присуждена Томасу Р. Чеху и Сиднею Альтману «за открытие каталитических свойств РНК».
  8. ^ Visser CM (1984). «Эволюция биокатализа 1. Возможные катализаторы РНК прегенетического кода, которые являются их собственной репликазой». Origins of Life . 14 (1–4): 291–300. Bibcode : 1984OrLi...14..291V. doi : 10.1007/BF00933670. PMID  6205343. S2CID  31409366.
  9. ^ Pyle AM ​​(август 1993). «Рибозимы: отдельный класс металлоферментов». Science . 261 (5122): 709–714. Bibcode :1993Sci...261..709P. doi :10.1126/science.7688142. PMID  7688142.
  10. ^ Фрейзингер Э., Сигель Р. К. (2007). «От нуклеотидов к рибозимам — сравнение их свойств связывания ионов металлов» (PDF) . Coord. Chem. Rev. 251 ( 13–14): 1834–1851. doi :10.1016/j.ccr.2007.03.008.
  11. ^ Pyle AM ​​(август 1993). «Рибозимы: отдельный класс металлоферментов». Science . 261 (5122): 709–714. Bibcode :1993Sci...261..709P. doi :10.1126/science.7688142. JSTOR  2882234. PMID  7688142.
  12. ^ ab Lilley DM (октябрь 2011 г.). «Механизмы катализа РНК». Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Серия B, Биологические науки . 366 (1580): 2910–2917. doi :10.1098/rstb.2011.0132. JSTOR  23035661. PMC 3158914. PMID  21930582 . 
  13. ^ ab Doudna JA, Cech TR (июль 2002 г.). «Химический репертуар природных рибозимов». Nature . 418 (6894): 222–228. Bibcode :2002Natur.418..222D. doi :10.1038/418222a. PMID  12110898. S2CID  4417095.
  14. ^ Ban N, Nissen P, Hansen J, Moore PB, Steitz TA (август 2000 г.). «Полная атомная структура большой рибосомальной субъединицы с разрешением 2,4 А». Science . 289 (5481): 905–920. Bibcode :2000Sci...289..905B. CiteSeerX 10.1.1.58.2271 . doi :10.1126/science.289.5481.905. PMID  10937989. 
  15. ^ Турк Р. М., Чумаченко Н. В., Ярус М. (март 2010 г.). «Множественные трансляционные продукты пятинуклеотидного рибозима». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (10): 4585–4589. Bibcode : 2010PNAS..107.4585T. doi : 10.1073/pnas.0912895107 . PMC 2826339. PMID  20176971 . 
  16. ^ Cech TR (август 2000). «Структурная биология. Рибосома — это рибозим». Science . 289 (5481): 878–879. doi :10.1126/science.289.5481.878. PMID  10960319. S2CID  24172338.
  17. ^ Альтман С. (август 1990 г.). «Нобелевская лекция. Ферментативное расщепление РНК РНК». Bioscience Reports . 10 (4): 317–337. doi :10.1007/BF01117232. PMID  1701103. S2CID  12733970.
  18. ^ Walter NG, Engelke DR (октябрь 2002 г.). «Рибозимы: каталитические РНК, которые режут, создают и выполняют странную и полезную работу». Biologist . 49 (5): 199–203. PMC 3770912 . PMID  12391409. 
  19. ^ Supattapone S (июнь 2004 г.). «Преобразование прионного белка in vitro». Журнал молекулярной медицины . 82 (6): 348–356. doi :10.1007/s00109-004-0534-3. PMID  15014886. S2CID  24908667.
  20. ^ Гилберт В. (1986). «Происхождение жизни: мир РНК». Nature . 319 (6055): 618. Bibcode : 1986Natur.319..618G. doi : 10.1038/319618a0 . S2CID  8026658.
  21. ^ Пол Н, Джойс ГФ (октябрь 2002 г.). «Самовоспроизводящийся лигазный рибозим». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (20): 12733–12740. Bibcode : 2002PNAS...9912733P. doi : 10.1073/pnas.202471099 . PMC 130529. PMID  12239349 . 
  22. ^ Johnston WK, Unrau PJ, Lawrence MS, Glasner ME, Bartel DP (май 2001 г.). «РНК-катализируемая полимеризация РНК: точное и общее удлинение праймера с использованием шаблона РНК». Science . 292 (5520): 1319–1325. Bibcode :2001Sci...292.1319J. CiteSeerX 10.1.1.70.5439 . doi :10.1126/science.1060786. PMID  11358999. S2CID  14174984. 
  23. ^ Ekland EH, Bartel DP (июль 1996). "РНК-катализируемая полимеризация РНК с использованием нуклеозидтрифосфатов". Nature . 382 (6589): 373–6. Bibcode :1996Natur.382..373E. doi :10.1038/382373a0. PMID  8684470. S2CID  4367137.
  24. ^ Bartel DP, Szostak JW (сентябрь 1993 г.). «Выделение новых рибозимов из большого пула случайных последовательностей [см. комментарий]». Science . 261 (5127). New York, NY: 1411–8. doi :10.1126/science.7690155. PMID  7690155.
  25. ^ Johnston WK, Unrau PJ, Lawrence MS, Glasner ME, Bartel DP (май 2001 г.). «РНК-катализируемая полимеризация РНК: точное и общее удлинение праймера с использованием шаблона РНК». Science . 292 (5520). New York, NY: 1319–25. Bibcode :2001Sci...292.1319J. doi :10.1126/science.1060786. PMID  11358999. S2CID  14174984.
  26. ^ Zaher HS, Unrau PJ (июль 2007 г.). «Выбор улучшенного рибозима РНК-полимеразы с превосходной длиной и точностью». РНК . 13 (7): 1017–1026. doi :10.1261/rna.548807. PMC 1894930 . PMID  17586759. 
  27. ^ Müller UF, Bartel DP (март 2008 г.). «Улучшенная эффективность рибозима полимеразы на гидрофобных сборках». РНК . 14 (3). Нью-Йорк, Нью-Йорк: 552–62. doi :10.1261/rna.494508. PMC 2248263. PMID  18230767 . 
  28. ^ Wochner A, Attwater J, Coulson A, Holliger P (апрель 2011 г.). «Транскрипция активного рибозима, катализируемая рибозимом». Science . 332 (6026): 209–212. Bibcode :2011Sci...332..209W. doi :10.1126/science.1200752. PMID  21474753. S2CID  39990861.
  29. ^ Attwater J, Wochner A, Holliger P (декабрь 2013 г.). «Эволюция активности рибозима РНК-полимеразы во льду». Nature Chemistry . 5 (12): 1011–8. Bibcode :2013NatCh...5.1011A. doi :10.1038/nchem.1781. PMC 3920166 . PMID  24256864. 
  30. ^ Attwater J, Wochner A, Pinheiro VB, Coulson A, Holliger P (сентябрь 2010 г.). «Лед как протоклеточная среда для репликации РНК». Nature Communications . 1 (6): 76. Bibcode : 2010NatCo...1...76A. doi : 10.1038/ncomms1076 . PMID  20865803.
  31. ^ Tagami S, Attwater J, Holliger P (апрель 2017 г.). «Простые пептиды, полученные из рибосомального ядра, усиливают функцию рибозима РНК-полимеразы». Nature Chemistry . 9 (4): 325–332. Bibcode :2017NatCh...9..325T. doi :10.1038/nchem.2739. PMC 5458135 . PMID  28338682. 
  32. ^ Horning DP, Joyce GF (август 2016 г.). «Усиление РНК рибозимом РНК-полимеразы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 113 (35): 9786–91. Bibcode : 2016PNAS..113.9786H. doi : 10.1073/pnas.1610103113 . PMC 5024611. PMID  27528667 . 
  33. ^ Tjhung KF, Shokhirev MN, Horning DP, Joyce GF (февраль 2020 г.). «Рибозим РНК-полимеразы, синтезирующий собственного предка». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 117 (6): 2906–2913. Bibcode : 2020PNAS..117.2906T. doi : 10.1073 /pnas.1914282117 . PMC 7022166. PMID  31988127. 
  34. ^ Портильо X, Хуан YT, Брейкер RR, Хорнинг DP, Джойс GF (2021). «Наблюдение за структурной эволюцией фермента РНК». eLife . 10 : e71557. doi : 10.7554/eLife.71557 . PMC 8460264 . PMID  34498588. 
  35. ^ Attwater J, Raguram A, Morgunov AS, Gianni E, Holliger P (май 2018 г.). «Синтез РНК, катализируемый рибозимом, с использованием триплетных строительных блоков». eLife . 7 . doi : 10.7554/eLife.35255 . PMC 6003772 . PMID  29759114. 
  36. ^ Samanta B, Joyce GF (сентябрь 2017 г.). "Рибозим обратной транскриптазы". eLife . 6 . doi : 10.7554/eLife.31153 . PMC 5665644 . PMID  28949294. 
  37. ^ Cojocaru R, Unrau PJ (март 2021 г.). «Процессивная полимеризация РНК и распознавание промотора в мире РНК». Science . 371 (6535): 1225–1232. Bibcode :2021Sci...371.1225C. doi :10.1126/science.abd9191. PMID  33737482. S2CID  232271298.
  38. ^ Tang J, Breaker RR (май 2000 г.). «Структурное разнообразие саморасщепляющихся рибозимов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 97 (11): 5784–5789. Bibcode : 2000PNAS ...97.5784T. doi : 10.1073/pnas.97.11.5784 . PMC 18511. PMID  10823936. 
  39. ^ Инженер и биолог спроектировали первую искусственную рибосому - Спроектированная рибосома может привести к созданию новых лекарств и биоматериалов следующего поколения, опубликовано 31 июля 2015 г. Северо-Западным университетом
  40. ^ Lincoln TA, Joyce GF (февраль 2009). «Самоподдерживающаяся репликация фермента РНК». Science . 323 (5918): 1229–1232. Bibcode :2009Sci...323.1229L. doi :10.1126/science.1167856. PMC 2652413 . PMID  19131595. 
  41. ^ Winkler WC, Nahvi A, Roth A, Collins JA, Breaker RR (март 2004 г.). «Контроль экспрессии генов с помощью естественного рибозима, чувствительного к метаболитам». Nature . 428 (6980): 281–286. Bibcode :2004Natur.428..281W. doi :10.1038/nature02362. PMID  15029187. S2CID  4301164.
  42. ^ Lynch SA, Gallivan JP (январь 2009 г.). «Скрининг на основе проточной цитометрии для синтетических рибопереключателей». Nucleic Acids Research . 37 (1): 184–192. doi : 10.1093/nar/gkn924. PMC 2615613. PMID  19033367. 
  43. ^ de Feyter R, Li P (июнь 2000 г.). «Оценка технологий: генная терапия ВИЧ-рибозимом, Gene Shears Pty Ltd». Current Opinion in Molecular Therapeutics . 2 (3): 332–335. PMID  11249628.
  44. ^ Хан AU (май 2006 г.). «Рибозим: клинический инструмент». Clinica Chimica Acta; Международный журнал клинической химии . 367 (1–2): 20–27. doi :10.1016/j.cca.2005.11.023. PMID  16426595.
  45. ^ abc Asha K, Kumar P, Sanicas M, Meseko CA, Khanna M, Kumar B (декабрь 2018 г.). «Достижения в терапии на основе нуклеиновых кислот против респираторных вирусных инфекций». Журнал клинической медицины . 8 (1): 6. doi : 10.3390/jcm8010006 . PMC 6351902. PMID  30577479 . 
  46. ^ Кханна М., Саксена Л., Раджпут Р., Кумар Б., Прасад Р. (2015). «Подавление генов: терапевтический подход к борьбе с инфекциями вируса гриппа». Future Microbiology . 10 (1): 131–140. doi :10.2217/fmb.14.94. PMID  25598342.
  47. ^ Kumar B, Khanna M, Kumar P, Sood V, Vyas R, Banerjea AC (май 2012 г.). «Расщепление гена M1 вируса гриппа A, опосредованное нуклеиновой кислотой, значительно усиливается антисмысловыми молекулами, нацеленными на гибридизацию вблизи места расщепления». Molecular Biotechnology . 51 (1): 27–36. doi :10.1007/s12033-011-9437-z. PMID  21744034. S2CID  45686564.
  48. ^ Кумар Б., Аша К., Ханна М., Ронсард Л., Месеко КА., Саникас М. (апрель 2018 г.). «Возникающая угроза вируса гриппа: статус и новые перспективы ее терапии и контроля». Архивы вирусологии . 163 (4): 831–844. doi :10.1007/s00705-018-3708-y. PMC 7087104. PMID  29322273 . 
  49. ^ Lieber A, He CY, Polyak SJ, Gretch DR, Barr D, Kay MA (декабрь 1996 г.). «Устранение РНК вируса гепатита С в инфицированных человеческих гепатоцитах путем экспрессии рибозимов, опосредованной аденовирусом». Journal of Virology . 70 (12): 8782–8791. doi :10.1128/JVI.70.12.8782-8791.1996. PMC 190975 . PMID  8971007. 
  50. ^ Nielsen H, Westhof E, Johansen S (сентябрь 2005 г.). «МРНК закрыта 2', 5' лариатом, катализируемым рибозимом, подобным группе I». Science . 309 (5740): 1584–1587. Bibcode :2005Sci...309.1584N. doi :10.1126/science.1113645. PMID  16141078. S2CID  37002071.
  51. ^ Fica SM, Tuttle N, Novak T, Li NS, Lu J, Koodathingal P и др. (ноябрь 2013 г.). «РНК катализирует сплайсинг ядерной пре-мРНК». Nature . 503 (7475): 229–234. Bibcode :2013Natur.503..229F. doi :10.1038/nature12734. PMC 4666680 . PMID  24196718. 

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки