ДНК каждого организма содержит чертежи для создания всех белков, необходимых для его метаболических процессов. Хотя исследователи уже знают, как выглядят чертежи большинства белков, они не знают, что многие из этих белков на самом деле делают в организме.
Междисциплинарная группа, состоящая из ученых-экспериментаторов и специалистов по вычислительной технике из Люксембургского центра системной биомедицины (LCSB) Люксембургского университета, систематически оценивала и характеризовала степень этого пробела в знаниях. Беспрецедентные усилия были направлены на то, чтобы более точно предсказать, сколько среди белков с неизвестной функцией являются ферментами. Это белки, специализирующиеся на обеспечении тысяч химических реакций, постоянно происходящих в живых клетках. «Мы обнаружили, что около 30 процентов «неизвестных» белков, обнаруженных, например, в дрожжах и в организме человека, представляют собой ферменты, для которых мы не знаем, какую роль они играют в клетках или в организме в целом», - говорит доктор. Кэрол Линстер, руководитель исследовательского подразделения «Энзимология и метаболизм» в LCSB. Команда опубликовала свои результаты в научном журнале Nucleic Acids Research..
Многие заболевания, в частности наследственные заболевания обмена веществ, связаны с генетическим дефектом, который приводит к неправильному свертыванию или даже полному отсутствию определенных ферментов. Поэтому исследователи надеются лучше понять начало и триггеры этих заболеваний с помощью анализа последовательностей генов, генетических чертежей для этих ферментов. Благодаря современным методам секвенирования уже можно расшифровать весь геном - весь набор ДНК организма - быстро и недорого.
Однако ученые осознают серьезный пробел в своем понимании. «На данный момент мы расшифровали тысячи геномов разных видов и знаем, в какие белки они транслируются», - говорит Линстер, руководивший исследованием. «Но из наших анализов мы увидели, что, когда дело доходит до нашего понимания их, на белковой карте все еще остается огромное количество слепых пятен. Даже в организмах, которые интенсивно исследовались в течение многих лет, около трети белков произведены, мы не уверены, какую функцию они выполняют в организме».
Команда LCSB определяет количество слепых зон на белковой карте
Биохимик проводит аналогию для этого пробела в знаниях с археологом, который нашел древнее письмо: «Даже если исследователь может расшифровать отдельные буквы, это не означает автоматически, что он может понять смысл того, что было написано. Для этого ему сначала нужно выяснить, что означают отдельные слова». Ситуация очень похожа на исследователей, которые изучают причины редких генетических заболеваний.
Если мы хотим выяснить, как конкретные генетические дефекты влияют на организм, недостаточно знать, какие буквы были изменены в последовательностях генов мутировавших белков. Нам нужно знать, какие функции эти белки выполняют в организма, чтобы понять, как их дефицит может привести к болезни». Соответственно, следующим шагом, который д-р Линстер и его коллеги хотят сделать, является более подробное изучение роли ряда этих малоизученных белков и, таким образом, содействие постепенному закрытию оставшегося пробела в наших знаниях.