Двадцать лет назад первое секвенирование генома человека оказало глубокое влияние на научное сообщество. Вопреки всем ожиданиям, количество выявленных генов оказалось гораздо ниже прогнозов и составило менее трети от того, что предполагалось. Чтобы разобраться в этом несоответствии, консорциум исследователей изучил «черный протеом». Их работа предполагает существование тысяч «непонятных» генов, скрытых в изгибах, которые генерируют удивительно маленькие белки, ниже среднего размера. По мнению исследователей, эти гены могут играть важную роль в биологии человека и быть причастными к таким заболеваниям, как рак.
Ген состоит из длинной последовательности ДНК, которая кодирует белки, часто называемой «открытой рамкой считывания» (ORF). Эта сложная последовательность инициирует считывание инструкций ДНК и содержит сигналы, которые сообщают клетке, что нужно начать или остановить это считывание.
После транскрипции последовательность ORF превращается в мессенджерную РНК, которая проходит через рибосомы, собирающие аминокислоты в белки. Традиционно настоящими генами считались только ORF, кодирующие белки с более чем 100 аминокислотами.
Однако недавнее открытие многочисленных неканонических рамок считывания (ncORF) ставит эту точку зрения под сомнение. Эти нетипичные гены не кодируют обычные белки и имеют гораздо более короткие последовательности.
Джон Пренснер, педиатр-нейроонколог из Мичиганского университета и соавтор нового исследования, уже отмечал важность ncORF. Он и его команда продемонстрировали, что раковые клетки содержат не менее 550 микропротеинов, образованных из этих ncORF. В то же время Себастьян Ван Хиш, биолог из Центра педиатрической онкологии Института Онкоде, выявил такое же количество микропротеинов, изучая ткани сердца.
В сотрудничестве с другими экспертами из двадцати международных институтов, включая Джонатана Маджа, специалиста по аннотированию генов из GENCODE, они поставили перед собой задачу оценить распространенность ncORF в геноме человека.
«Влияние ncORF долгое время было ограничено из-за недостаточного понимания их вклада в протеом человека», — пишут исследователи в своем исследовании, которое было предварительно опубликовано на сервере bioRxiv. «Здесь мы представляем объединенные усилия протеомики, иммунопептидомики, Ribo-seq ORF discovery и генетической аннотации, чтобы обеспечить консенсус в отношении роли этих ncORF».
Углубленный анализ данных 95 520 экспериментов
В рамках этого исследования консорциум изучил данные 95 520 экспериментов по профилированию рибосом для расшифровки малых белков. Они выявили 7 264 ncORF, транскрибированных в РНК. Используя методику Ribo-seq, они показали, что четверть этих транскрибированных РНК взаимодействует с рибосомами, которые способны производить микропротеины размером менее 100 аминокислот.
Эти данные свидетельствуют о существовании не менее 3 000 пептидов. «Используя эти данные, мы разработали структуру аннотации для ncORF и сделали инструменты доступными для исследователей через GENCODE и PeptideAtlas», — говорят учёные. «Эта работа обеспечивает платформу для биомедицинских открытий белков, полученных из ncORF», — заключают они.
Читайте все последние новости здоровья и медицины на New-Science.ru
