Учёные создали детальную карту человеческой клетки

Исследователи из Sinai Health опубликовали исследование, предоставляющее сверхдетальный взгляд на организацию живой человеческой клетки. Это новый инструмент, который поможет учёным по всему миру лучше понять, что происходит при заболеваниях.

Новое исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature, было проведено в лаборатории доктора Анн-Клод Гингрэ, старшего научного сотрудника Исследовательского института Луненфельда-Таненбаума (LTRI) и профессора кафедры молекулярной генетики Университета Торонто.

Со-первые авторы Кристофер Го и доктор Джеймс Найт исследовали ландшафт человеческой клетки, используя 192 маркера для белков, известных своим пребыванием в специфических органеллах. Эти маркеры могут "метить" соседние белки в том же компартменте.

"Карта человеческой клетки позволила предсказать локализацию 4000 белков во всех компартментах живых человеческих клеток", — сказал Го. "Мы проанализировали все основные органеллы человеческой клетки и использовали инновационный анализ для создания карты наивысшего на сегодняшний день разрешения, с высокой точностью предсказав новую локализацию для многих не нанесённых на карту белков".

Лаборатория Гингрэ разрабатывает инструменты для обнаружения белков с использованием приборов, известных как масс-спектрометры. В новом исследовании они очистили белки, "меченные" маркерами органелл, и идентифицировали каждый из них с помощью масс-спектрометрии. Затем команда использовала вычислительные инструменты для реконструкции человеческой клетки.

"Наше исследование показало, что мы можем точно локализовать тысячи белков одновременно при относительно небольших усилиях", — сказал доктор Найт, биоинформатик из лаборатории Гингрэ в LTRI. "Предыдущие методы локализации белка требовали индивидуального исследования каждого белка или имели ограниченный фокус".

Учитывая масштабность Карты человеческой клетки, команда также создала портал для анализа, позволяющий исследователям по всему миру глубже изучить данные. Пользователи могут детально изучить каждый из 192 маркеров и сравнить свои собственные данные о локализации белков с предсказаниями, сделанными в Карте человеческой клетки.

Найт отметил, что, хотя эта работа даёт большее понимание организации внутри человеческой клетки, её также можно использовать для лучшего понимания того, что происходит во время болезни.

"Человеческие болезни на молекулярном уровне обычно характеризуются белками с аномальным поведением, которые заставляют клетку вести себя патологическим образом. В таких ситуациях белки часто меняют своё местоположение в клетке", — сказал доктор Найт. "Наше исследование — это первый шаг в решении этой задачи для нормальных клеток, и мы можем использовать его для сравнения с изменёнными состояниями клеток, такими как болезненные состояния, чтобы идентифицировать белки с неожиданной локализацией, которые могут помочь нам лучше понять больную клетку".

Команда заявила, что карта теперь будет использоваться в различных проектах, чтобы помочь пролить дополнительный свет на локализацию белков в человеческих клетках. Будущие усилия будут включать использование химических, вирусных и болезненных условий для лучшей характеристики того, как клетки структурно адаптируются к этим стрессорам. Это может информировать будущие исследовательские усилия в направлении механистического понимания болезненных состояний и разработки будущих терапевтических средств.