Ученые обнаружили ранее скрытый слой человеческого генома. Новое исследование показало, что в клетках человека могут производиться более 1 700 «темных» белков — молекул, которые раньше не попадали в привычное представление о том, как работает ДНК.
Эти молекулы не совсем похожи на обычные белки. Многие из них настолько маленькие или необычные, что исследователи выделили их в отдельную категорию.
Педиатрический онколог Себастиан ван Хеш из центра Princess Máxima в Нидерландах объяснил, что новые методы позволили ученым заметить эти молекулы, дать им формальное определение и сделать их доступными для дальнейших исследований.
Почему это важно
Долгое время считалось, что только небольшая часть нашей ДНК содержит гены, которые дают инструкции для производства белков. А большую часть генома раньше часто называли «мусорной» ДНК, будто она не выполняет серьезной роли.
Но в последние годы это представление сильно изменилось. Оказалось, что в ранее игнорируемых участках ДНК есть множество переключателей и регуляторов, которые влияют на работу обычных генов. Эту область иногда называют «темным геномом».
Новое исследование добавляет еще один важный поворот: «темный геном» может не только регулировать другие гены, но и сам производить молекулы, похожие на белки. Ученые называют это «темным протеомом».
По словам ван Хеша, нынешний список известных белков не показывает всей картины. Исследование демонстрирует, что тысячи пропущенных генетических последовательностей могут производить новый класс молекул — микробелки, которые раньше оставались незамеченными.
Как их нашли
Работа была масштабной. Сначала ученые взяли список из 7 264 участков ДНК, которые называются неклассическими открытыми рамками считывания.
Эти участки уже раньше считались потенциально связанными с производством белков. Но было неясно, сколько из них действительно создают молекулы, которые можно обнаружить.
Затем исследователи проанализировали 3,7 миллиарда точек данных из 95 520 отдельных экспериментов. На обработку этих данных ушло около 20 000 часов вычислительного времени.
В результате ученые выявили 1 785 микробелков.
Ван Хеш рассказал, что момент осознания был особенным: стало ясно, что речь действительно идет о чем-то новом.
Что такое «пептидины»
Лишь немногие из найденных «темных» белков похожи на обычные. Многие намного меньше.
Поэтому исследователи предложили для них новое название — «пептидины». Оно отражает их неопределенный статус: пептиды похожи на короткие фрагменты белков, а эти молекулы могут работать как настоящие белки, но пока функции большинства из них неизвестны.
Педиатрический нейроонколог Джон Пренснер из Мичиганского университета сравнил это открытие с трейлером к фильму: ученые только начинают видеть контуры того, что может изменить представление о биологии человека.
Связь с раком
Ранняя версия этого исследования была представлена еще в 2024 году. С тех пор команда остановилась на термине «пептидин» и нашла один такой пептидин с конкретной функцией.
Он производится из OLMALINC — гена, который раньше считался некодирующим. Этот «темный» белок, по данным исследования, связан с выживаемостью при раке.
Когда ученые отключили его в лабораторных тестах, раковым клеткам стало сложнее расти.
Это показывает, что пептидины могут быть функциональными, как обычные белки. Кроме того, в будущем они могут стать важной частью исследований, связанных с лечением заболеваний.
Что дальше
До практического применения еще далеко. Сначала ученым нужно намного лучше понять, что делают эти пептидины и какую роль они играют в организме.
Но само открытие показывает: наша ДНК гораздо активнее и функциональнее, чем считалось раньше.
Генетик Норберт Хюбнер из Центра Макса Дельбрюка в Германии отметил, что обнаружение сотен пептидинов делает видимым огромный и ранее упущенный слой генома. По его словам, понимание их функций может изменить подход к изучению болезней человека, включая сердечно-сосудистые нарушения, и открыть новые возможности для терапии.
Исследование опубликовано в журнале Nature.
