Контекст исследования
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Nature, фундаментально изменило устоявшиеся научные представления о протеоме человека (совокупности всех белков организма). Полная каталогизация протеома человека является одним из главных вызовов современной молекулярной биологии. На протяжении десятилетий считалось, что протеом ограничен примерно 19 500 белками. Это убеждение основывалось на строгой бинарной классификации генома: участок ДНК либо кодировал функциональный белок, либо считался биологически инертным.
Значительная часть некодирующих регионов практически игнорировалась, образуя так называемый «темный протеом» (dark proteome), молекулярная архитектура которого была изучена лишь фрагментарно. Данный дефицит знаний представлял собой серьезное препятствие для полного понимания молекулярных механизмов рака, клеточной регуляции и этиологии многих генетических заболеваний.
Методология и основные открытия
Ученые из Медицинской школы Мичиганского университета совместно с европейскими и американскими коллегами провели исследование беспрецедентного масштаба. В его рамках было проведено 95 520 экспериментов и обработано 3,7 миллиарда спектрометрических данных. Для обеспечения этого процесса компьютерные системы работали непрерывно около 20 000 часов. С помощью специализированной вычислительной платформы — Trans Proteomic Pipeline, отличающейся высокой статистической достоверностью, удалось идентифицировать 1 785 новых микробелков, что расширило объем протеома человека почти на 10%.
Эти белки называют «микропротеинами», так как около 65% из них состоят менее чем из 50 аминокислотных остатков. Однако, чтобы подчеркнуть уникальность новооткрытых белков, ученые дали им название «пептидеины» (peptideins).
В отличие от уже известных белков, чьи физиологические функции изучены относительно хорошо, биологическая роль пептидеинов и их участие в процессах клеточной регуляции все еще являются предметом интенсивных исследований.
На одном из ключевых этапов исследования ученые использовали технологию редактирования генома CRISPR для инактивации конкретных генетических последовательностей. Особенно значимым оказался пептидеин, кодируемый локусом OLMALINC, подавление которого привело к резкому снижению жизнеспособности примерно в 85% изученных раковых клеток. Эти результаты указывают на то, что пептидеины могут играть важную роль в регуляции опухолевых процессов, клеточном метаболизме и биологии рака.
Клиническое значение и перспективы
Открытие пептидеинов знаменует собой качественно новый этап в развитии персонализированной медицины и онкоиммунотерапии. Поскольку значительная часть этих молекул экспрессируется на поверхности клетки, они рассматриваются как потенциальные неоантигены. Это делает их перспективными мишенями для разработки высокоспецифичных противоопухолевых вакцин и стратегий таргетной иммунотерапии.
Интеграция данных о пептидеинах в международные референсные базы позволяет по-новому взглянуть на патогенез многих заболеваний, включая нейроонкологические патологии и редкие генетические расстройства. Открытый доступ к данным для научного сообщества значительно ускоряет процесс идентификации и валидации новых биомаркеров и терапевтических мишеней. В то же время растущий интерес к фармакологическим инициативам на основе пептидеинов в академическом и фармацевтическом секторах свидетельствует о том, что данное направление становится одной из самых динамичных областей трансляционной медицины.
Источник: technologynetworks.com
