В то время как наука продолжает обнаруживать и изучать функции тысяч белков человеческого организма, многие из них слишком малы, чтобы их можно было уловить с помощью современных методик. Эти микропротеины-призраки живут в так называемой "темной материи" нашего генома и могут играть важную роль в развитии заболеваний. Команда из Йельского университета заявила о прорыве в технологии, которую они называют "аэрозольной краской" для клеток, что они и продемонстрировали, впервые обнаружив ранее неизвестные белки.

Новое исследование Йельского университета поможет пролить новый свет на так называемую "темную материю" генома. Depositphotos

Идея о "темной материи" человеческого генома восходит к проекту "Геном человека", завершившемуся в 2003 году, но так и не заполнившему некоторые существенные пробелы. В поисках оставшихся неизвестных элементов ученые применили самые современные методы для идентификации белков в биологических образцах, размер которых не превышал 100 аминокислотных единиц.

Среди таких ученых была Сара Славофф, ныне доцент химии, молекулярной биофизики и биохимии Йельского университета. Ее ранняя работа была связана с открытием большого класса ранее неизвестных микропротеинов, используя одну из форм масс-спектрометрии. Это заложило основу для идентификации тысяч других веществ в последующие годы.

Несмотря на эти достижения, предстоит открыть еще много новых микробелков. Опираясь на предварительные данные, ученые подозревают, что они могут быть связаны с заболеваниями человека. Например, они помогают меланоме и другим видам рака уклоняться от существующих методов лечения.

Одним из наиболее перспективных методов обнаружения микропротеинов сегодня является бесконтактное биотинилирование антител. Этот метод ковалентного присоединения ферментов к определенным белкам позволяет выявить другие протеины, с которыми они взаимодействуют, путем нанесения химической метки для упрощения идентификации. Существует несколько разновидностей этой технологии. Учёные из Йельского университета, включая Славофф, разработали методику, которую они назвали MicroID.

Наша методика похожа на распыление краски на различные участки клетки с использованием метки, которая позволяет нам " захватывать" и идентифицировать все микропротеины в этом клеточном регионе", - говорит Славофф.

Исследователи впервые использовали этот метод для картирования ранее не зарегистрированных микропротеинов в живых клетках. Как пишут авторы проекта, технология MicroID одобрена для использования в живых клетках и создана "для обнаружения микропротеинов и альт-белков in vivo".

"Объединение инструментов химической биологии с современными методами редактирования генов позволяет нам выйти за рамки простого набора последовательностей микропротеинов и узнать, какие из них действительно способны что-то изменить в нашей биологии", - считает Женкун На, руководитель проекта. "В будущем нам не понадобится еще сотня лет, чтобы выяснить, какие из этих новых генов участвуют в важных биологических процессах".

Результаты данного эксперимента были представлены в международном издании Molecular Cell.

Источники: Йельский университет, журнал Molecular Cell.

1. (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1097276522006530?via%3Dihub)

2. (https://westcampus.yale.edu/news/yale-scientists-spray-paint-cells-reveal-secret-genes)