A riboszómák, ezek a fehérjéket összeszerelő sejten belüli molekuláris gépezetek, több tucat fehérjéből és RNS-molekulából épülnek fel. Az összes alkatrész precíz összeillesztése olyan összetett kirakós játék, amelyet Joey Davis, az MIT docense, PhD ’10, rendkívül élvezetesnek talál. Annak megértése, hogy ezek a struktúrák hogyan jönnek létre, majd később hogyan bomlanak le, segíthet a kutatóknak abban, hogy többet megtudjanak arról, hogy ezen alapvető folyamatok megzavarása hogyan vezethet betegségek kialakulásához.
Davis szerint azonban ez nem csupán orvosi szempontból érdekes, hanem egy mélyreható biológiai kérdés is. „Hosszú távú célunk, hogy valóban megértsük, hogyan szereli össze a természetes világ ezeket a hatalmas komplexumokat gyorsan és hatékonyan. Alapvetően izgalmas kérdés, hogy ezek a dolgok hogyan állnak össze” – mondja. Munkája rávilágított arra, hogy a riboszómák összeszerelése sokkal rugalmasabb módon történhet, mint ahogy azt korábban gondolták.
Ellentétben egy ház építésével, amely meghatározott lépések sorrendjében zajlik – alapozás, vázszerkezet, tető, majd villany- és vízvezeték-szerelés –, a riboszómák esetében a sejtek akár ki is hagyhatnak egy-egy lépést, és később visszatérhetnek hozzá. „Ezekben a természetes rendszerekben az összeszerelési útvonalak sokkal dinamikusabbak és rugalmasabbak” – magyarázza Davis. „Úgy tűnik, hogy az evolúció olyan útvonalakat választott ki, amelyek nem szigorúan rendezettek, ahogyan azt egy futószalagon elképzelnénk, ahol mindig egyik komponenst, majd a másikat, aztán a következőt kell beépíteni. Izgatottan várjuk, hogy megértsük, milyen szelekciós előnyökkel járnak ezek a megközelítések.”
A felfedezés szeretete
Davis érdeklődése a dolgok összeszerelése iránt már korán, gyermekkorában kialakult, amelyet édesapja, egy házak vázszerkezetét építő ács ihletett. A család az 1980-as évek közepén Coloradóból Dél-Kaliforniába költözött, ahol édesapja az ottani építkezési fellendülés idején dolgozott. „Mindig is érdekelt a dolgok építése, ami szerintem onnan ered, hogy apukám és más építők körében nőttem fel” – emlékszik vissza Davis.
A Kaliforniai Egyetemen, Berkeley-ben, ahol számítástechnikát és biológiai mérnöki tudományokat tanult, Davis érdeklődése fokozatosan a sejtek és molekulák sokkal kisebb léptéke felé fordult. Junior évében kezdett el dolgozni Michael Marletta kémiaprofesszor laboratóriumában, aki molekuláris szintű biológiai kölcsönhatásokat tanulmányoz. A laborban Davis azt vizsgálta, hogyan képesek a hemcsoportot tartalmazó enzimek előnyösen kötődni akár oxigénhez, akár nitrogén-monoxidhoz – két olyan gázhoz, amelyek szerkezete nagyon hasonló.
Ez a munka felébresztette benne a természetes világ tanulmányozása és az alapkutatásban rejlő felfedezések iránti szenvedélyt. „A Marletta-laborban lenni és látni, hogy a hallgatók és posztdoktorok mennyire szenvedélyesen viszonyulnak ezekhez a problémákhoz, nagy hatással volt rám” – mondja Davis. „A cél az volt, hogy megértsük a molekuláris megkülönböztetés alapjait, és a felfedezés gondolata önmagáért lenyűgöző volt.” A Berkeley elvégzése után Davis még egy évet dolgozott Marletta laborjában, majd egy évig alkalmi munkákat vállalt, mielőtt az MIT-re ment volna, hogy biológiai PhD-t szerezzen.
© Photo: Bryce Vickmark
Forrás: MIT.edu ↗̱
