Динамика белкового шума помогает определить источники вариабельности экспрессии генов

Исследователи разработали новый метод для определения источников "шума" в экспрессии генов, который создает вариабельность в уровнях белков в клетке. Метод описан в статье, опубликованной в журнале Molecular Systems Biology (Nature) 28 августа.

Белковый шум проявляется как вариабельность уровней белков и мРНК в клетке. Понимание того, какие биохимические процессы вносят вклад в эту вариабельность, — важная задача, поскольку она играет ключевую роль, например, направляя генетически идентичные клетки к разным судьбам или защищая популяции клеток от непредсказуемых изменений среды.

Новый метод, описанный в статье "Dynamics of Protein Noise Can Distinguish Between Alternate Sources of Gene-Expression Variability", использует изменения уровней белка внутри одиночных клеток для определения первичного источника шума экспрессии генов.

В сотрудничестве с группой профессора Леора Вайнбергера из Института вирусологии и иммунологии Гладстона в Сан-Франциско метод был применен к системе вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). В этом случае шум экспрессии генов может переводить ВИЧ в состояние латентности — "спящее" состояние, устойчивое к лекарствам.

Результаты показали, что случайные всплески производства мРНК являются движущей силой вариабельности уровней ключевых вирусных регуляторных белков во время инфицирования человеческих клеток.

"Мы полагаем, что понимание источника шума вирусной экспрессии генов будет иметь важное значение для разработки терапий, предотвращающих переход ВИЧ в латентное состояние", — заявил ведущий автор работы Абхюдаи Сингх.