Ученые Сеченовского Университета совместно с коллегами из других научных центров выяснили, что гены, регулирующие белки с множеством взаимодействий, эволюционируют значительно медленнее по своей структуре, чем другие. Однако их регуляторная активность остается неизменной, независимо от числа взаимодействий. Это открытие поможет разработать новые методы диагностики и таргетной терапии.
Эволюция генов может происходить двумя основными путями: структурным и регуляторным. В первом случае изменения затрагивают последовательность ДНК, из которой синтезируются белки, что влияет на их функции. Во втором — модификации происходят в механизмах, управляющих активностью генов, определяя, когда и где они работают. Исследование показывает, что структурные изменения в определенных генах происходят медленнее, если они регулируют белки, задействованные в сложных молекулярных сетях.
Чтобы изучить этот процесс, ученые смоделировали интерактом — систему молекулярных взаимодействий в клетке, включающую более 600 тысяч связей. В ходе анализа исследователи рассмотрели активность более 4500 генов и 1900 молекулярных путей, изучая, как изменения в структуре ДНК влияют на их функции.
«Эти данные подтверждают гипотезу о том, что белки, играющие центральную роль в биологических процессах, подвергаются более строгим эволюционным ограничениям, что сохраняет их функциональность».
— Антон Буздин, главный научный сотрудник Института персонализированной онкологии Сеченовского Университета
Результаты исследования дают новое понимание механизмов, связывающих структуру генов с их функциями в организме. Это особенно важно для изучения онкологических заболеваний, так как позволяет выявлять критические мутации, влияющие на развитие рака.
В дальнейшем ученые надеются использовать эти знания для создания диагностических инструментов, способных определять онкологические заболевания на ранних стадиях. Кроме того, понимание взаимодействий белков может способствовать разработке более точных методов таргетной терапии, снижая вероятность побочных эффектов и повышая эффективность лечения.
Источник: Управление по связям с общественностью Сеченовского Университета
