Раскрытие тайн микропротеинов
Ученые Northwestern Medicine разработали метод идентификации и характеристики микропротеинов — белков длиной менее 100 аминокислот. Это открывает путь к пониманию физиологии и болезней на молекулярном уровне, ранее недоступном. Результаты опубликованы в Nature Communications.
Микропротеины долгое время оставались малоизученными из-за технологических ограничений. Они нестабильны и быстро деградируют, но некоторые из них стабильны и выполняют биологические функции. Лаборатория Цзе Цзи стремилась понять молекулярные особенности, отличающие стабильные микропротеины от нестабильных.
В исследовании использовались данные рибосомного профилирования для характеристики микропротеинов у человека, мыши, рыбки данио, червей и дрожжей. Ученые разработали логистическую регрессионную модель, основанную на признаках микропротеинов, чтобы определить вероятность их стабильности у человека.
Ключевые выводы модели:
- Стабильность выше у более длинных микропротеинов.
- Стабильность выше у консервативных (эволюционно сохранённых) микропротеинов.
- Стабильность выше у микропротеинов, имеющих структурный домен.
Валидация показала, что у человека может стабильно экспрессироваться около 4000 микропротеинов.
Неожиданное открытие: большинство стабильных человеческих микропротеинов имеют длину более 60 аминокислот, но при этом слабо консервативны среди млекопитающих. Это означает, что в клетке существует множество видов-специфичных "молодых" белков, закодированных в геноме, которые ранее игнорировались научным сообществом.
Это исследование открывает возможность для характеристики тысяч потенциально функциональных микропротеинов у разных видов. В дальнейших планах — изучение того, какие из них транслируются в полноценные функциональные белки в клетках человека, а также их роли в иммунологии, онкологии и нейрологических расстройствах.