კვლევის კონტექსტი
ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნებულმა უახლესმა კვლევამ ადამიანის პროტეომის (ორგანიზმის ცილების ერთობლიობა) შესახებ დამკვიდრებული სამეცნიერო წარმოდგენა ფუნდამენტურად შეცვალა. ადამიანის პროტეომის სრული კატალოგიზაცია თანამედროვე მოლეკულური ბიოლოგიის ერთ-ერთ უმთავრეს გამოწვევას წარმოადგენს.ათწლეულების განმავლობაში მიიჩნეოდა, რომ პროტეომი დაახლოებით 19,500 ცილით შემოიფარგლებოდა, რაც ეფუძნებოდა გენომის მკაცრ ბინარულ კლასიფიკაციას: დნმ-ის მონაკვეთი ან კოდირებდა ფუნქციურ ცილას, ან ბიოლოგიურად ინერტულად მიიჩნეოდა.
არაკოდირებადი რეგიონების მნიშვნელოვანი ნაწილი პრაქტიკულად უგულებელყოფილი რჩებოდა და ქმნიდა ე.წ. „ბნელ პროტეომს“ (dark proteome), რომლის მოლეკულური არქიტექტურა მხოლოდ ფრაგმენტულად იყო შესწავლილი. ცოდნის აღნიშნული დეფიციტი მნიშვნელოვან დაბრკოლებას წარმოადგენდა კიბოს მოლეკულური მექანიზმების, უჯრედული რეგულაციისა და მრავალი გენეტიკური დაავადების ჯერ კიდევ დაუდგენელი ეტიოლოგიის სრულყოფილი გააზრების პროცესში.
მეთოდოლოგია და ძირითადი აღმოჩენები
მიჩიგანის უნივერსიტეტის სამედიცინო სკოლის მეცნიერებმა, ევროპელ და ამერიკელ კოლეგებთან ერთად, განახორციელეს უპრეცედენტო მასშტაბის კვლევა, რომლის ფარგლებშიც ჩატარდა 95,520 ექსპერიმენტი და დამუშავდა 3.7 მილიარდი სპექტრომეტრული მონაცემი. აღნიშნული პროცესის უზრუნველსაყოფად კომპიუტერული სისტემები უწყვეტ რეჟიმში დაახლოებით 20,000 საათის განმავლობაში ფუნქციონირებდნენ. სპეციალიზებული გამოთვლითი პლატფორმის — Trans Proteomic Pipeline-ის გამოყენებით, რომელიც მაღალი სტატისტიკური სანდოობით გამოირჩევა შესაძლებელი გახდა 1,785 ახალი მიკროცილის იდენტიფიცირება, რამაც ადამიანის პროტეომის მოცულობა თითქმის 10%-ით გააფართოვა.
აღნიშნულ ცილებს „მიკროპროტეინები“ ეწოდებათ,რადგან ამ ცილების დაახლოებით 65% 50-ზე ნაკლები ამინომჟავური ნაშთისგან შედგება.თუმცა ახლად აღმოჩენილი ცილების უნიკალურობის ხაზგასასმელად მეცნიერებმა მათ „პეპტიდეინები“ უწოდეს.
აქამდე ცნობილი ცილებისგან განსხვავებით, რომელთა ფიზიოლოგიური ფუნქციები შედარებით კარგად არის შესწავლილი, პეპტიდეინების ბიოლოგიური როლი და უჯრედული რეგულაციის პროცესებში მათი მონაწილეობა ჯერ კიდევ ინტენსიური კვლევის საგანს წარმოადგენს.
კვლევის ერთ-ერთ მნიშვნელოვან ეტაპზე მეცნიერებმა CRISPR-გენომური რედაქტირების ტექნოლოგიის გამოყენებით კონკრეტული გენეტიკური თანმიმდევრობების ინაქტივაცია განახორციელეს. განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი აღმოჩნდა OLMALINC ლოკუსიდან კოდირებული პეპტიდეინი, რომლის დათრგუნვამ შესწავლილი სიმსივნური უჯრედების დაახლოებით 85%-ში სიცოცხლისუნარიანობის მკვეთრი დაქვეითება გამოიწვია. აღნიშნული შედეგები მიუთითებს, რომ პეპტიდეინები შესაძლოა მნიშვნელოვან როლს ასრულებდნენ სიმსივნური პროცესების რეგულაციაში, უჯრედულ მეტაბოლიზმსა და კიბოს ბიოლოგიაში.
კლინიკური მნიშვნელობა და პერსპექტივები
პეპტიდეინების აღმოჩენა თვისებრივად ახალ ეტაპს ქმნის პერსონალიზებული მედიცინისა და ონკოიმუნოთერაპიის განვითარებაში. ვინაიდან ამ მოლეკულების მნიშვნელოვანი ნაწილი უჯრედის ზედაპირზე ექსპრესირდება, ისინი განიხილება პოტენციურ ნეოანტიგენებად, რაც მათ მაღალსპეციფიკური ანტისიმსივნური ვაქცინებისა და მიზნობრივი იმუნოთერაპიული სტრატეგიების განვითარებისთვის პერსპექტიულ სამიზნეებად აქცევს.
პეპტიდეინების შესახებ მონაცემთა ინტეგრირება საერთაშორისო სარეფერენციო ბაზებში შესაძლებლობას ქმნის ახლებურად გადაიხედოს მრავალი დაავადების, მათ შორის ნეიროონკოლოგიური პათოლოგიებისა და იშვიათი გენეტიკური დაავადებების პათოგენეზი. სამეცნიერო საზოგადოებისთვის მონაცემთა ღია ხელმისაწვდომობა მნიშვნელოვნად აჩქარებს ახალი ბიომარკერებისა და თერაპიული სამიზნეების იდენტიფიკაციისა და ვალიდაციის პროცესს. ამასთანავე, აკადემიურ და ფარმაცევტულ სექტორებში პეპტიდეინებზე დაფუძნებული ფარმაკოლოგიური ინიციატივებისადმი მზარდი ინტერესი მიუთითებს, რომ აღნიშნული მიმართულება ტრანსლაციური მედიცინის ერთ-ერთ ყველაზე დინამიკურ სფეროდ ყალიბდება.
