Misteriozni tamni proteini otkriveni u ljudskim ćelijama: „Ovo je zaista nešto novo“

Ovi sićušni gradivni blokovi tijela nastaju iz djelova genoma za koje se ranije smatralo da nemaju nikakvu funkciju, otvarajući potpuno novo poglavlje u razumevanju ljudske biologije, piše ScienceAlert .

Novootkriveni molekuli nisu tipični proteini. Mnogi su toliko mali ili neobični da su istraživači morali da im daju posebnu kategoriju. „Koristili smo nove tehnike da bismo dali ime onome što smo otkrili. Vidjeli smo potencijal za dalja istraživanja, pa smo sve formalno definisali i učinili dostupnim drugim naučnicima“, objašnjava pedijatrijski onkolog Sebastijan van Heš iz Centra Princeza Maksima u Holandiji.

Tamni genom i tamni proteom

Dugo se vjerovalo da samo mali deo naše DNK sadrži gene koji kontrolišu proizvodnju proteina, dok je velika većina genoma odbačena kao „smeće“ DNK bez ikakve stvarne uloge. Posljednjih godina, naučno razumijevanje se znatno produbilo. Utvrđeno je da ovaj zanemareni pejzaž DNK sadrži širok spektar prekidača i kontrola koji djeluju na regulisane gene, ponekad nazivane „tamni genom“.

Savjeti

Koliko nam je proteina potrebno dnevno?

„Ulazimo u posebno uzbudljivu fazu u biologiji“, kaže genetičar Norbert Hibner iz Centra Maks Delbrik u Njemačkoj. Najnovija istraživanja pružaju dokaze da tamni genom ne samo da djeluje kao regulator, već i stvara sopstveni „tamni proteom“ – proteine koji ne odgovaraju konvencionalnoj definiciji.

„Znamo da trenutna lista poznatih proteina ne daje potpunu sliku“, kaže van Hiš. „Ovom studijom pokazujemo da hiljade previđenih genetskih sekvenci doprinose tamnom proteomu, proizvodeći novu klasu molekula sličnih proteinima, takozvanih mikroproteina, koji su nam do sada izmicali.“

Mukotrpan proces otkrivanja

Otkriće je napravljeno uz veliki trud. Istraživači su počeli sa listom od 7.264 kandidatskih regiona DNK, poznatih kao nekanonički otvoreni okviri za čitanje (ncORF). Prethodna istraživanja sugerisala su da bi ovi regioni mogli biti uključeni u izgradnju proteina, ali nije bilo jasno koliko njih zapravo proizvodi detektabilne molekule.

Analizirajući 3,7 milijardi podataka prikupljenih iz 95.520 odvojenih eksperimenata, što je zahtevalo oko 20.000 sati računarskog vremena, tim je identifikovao 1.785 mikroproteina. „Bio je to poseban trenutak kada smo shvatili: ovo je zaista nešto novo!“, sjeća se van Hiš.

Upoznajte se sa „peptidima“

Samo mali broj ovih tamnih proteina podsjeća na konvencionalne; mnogi su mnogo manji. Istraživači su im stoga dali novo ime, „peptidini“, kako bi istakli njihovu specifičnost. Iako mogu funkcionisati kao standardni proteini, trenutno nije jasno šta većina njih zapravo radi.

„Tek počinjemo da razumijemo šta ovaj tamni proteom ima da ponudi“, kaže Džon Prensner, pedijatrijski neuroonkolog sa Univerziteta u Mičigenu. „Ovo je kao trejler za film. Vidimo obrise nečega što bi moglo fundamentalno da promeni način na koji posmatramo ljudsku biologiju.“

Veza sa rakom

Ranija verzija ovog istraživanja objavljena je 2024. godine. Od tada, tim je usvojio termin peptidin i identifikovao jedan specifičan peptidin sa specifičnom funkcijom. Ovaj tamni protein, koji proizvodi gen OLMALINC, za koji se ranije smatralo da nije kodirajući, izgleda da je povezan sa preživljavanjem ćelija raka. Kada su ga istraživači deaktivirali u laboratoriji, ćelije raka su imale poteškoća sa rastom.

Savjeti

Ovo je najzdravija vrsta mesa: Prepuno proteina, a masnoće su minimalne

Ovo ne samo da pokazuje da peptidini mogu biti funkcionalni poput običnih proteina, već i sugeriše da bi mogli postati korisna komponenta budućih terapija. „Veoma smo uzbuđeni što će naredne godine otvoriti nova vrata za rješavanje i liječenje ljudskih bolesti poput raka“, kaže Prensner.

Nove mogućnosti za liječenje bolesti

Još uvijek je dug put pre nego što se može koristiti u liječenju, jer je potrebno mnogo više istraživanja o peptidima, ali potencijal je ogroman. Izgleda da je naša DNK mnogo aktivnija i funkcionalnija nego što se ranije mislilo.

„Otkriće stotina peptidina čini vidljivim ogroman i ranije zanemaren sloj genoma i značajno proširuje poznati proteom“, zaključuje Hibner. „Razumevanje njihovih uloga moglo bi da transformiše način na koji proučavamo ljudske bolesti, uključujući kardiovaskularne poremećaje, i da otkrije potpuno nove terapijske mogućnosti.“

Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature .