Обширный каталог человеческих белков обнаружил 193 ранее неизвестных

Международная команда исследователей, стремясь создать белковый эквивалент проекта "Геном человека", составила первоначальный каталог человеческого "протеома" — всех белков в организме человека. Используя 30 различных человеческих тканей, команда идентифицировала белки, кодируемые 17 294 генами, что составляет около 84% всех генов в геноме человека, предположительно кодирующих белки.

В обзоре работы, опубликованном 29 мая в журнале Nature, команда также сообщает об идентификации 193 новых белков, происходящих из регионов генома, не предсказанных для кодирования белков. Это говорит о том, что человеческий геном сложнее, чем считалось ранее. Проект по каталогизации, возглавляемый исследователями из Университета Джонса Хопкинса и Института биоинформатики в Бангалоре (Индия), должен стать важным ресурсом для биологических исследований и медицинской диагностики.

"Вы можете представить человеческое тело как огромную библиотеку, где каждый белок — это книга. Сложность в том, что у нас нет исчерпывающего каталога, который давал бы нам названия доступных книг и указывал, где их найти. Мы считаем, что теперь у нас есть хороший первый черновик этого всеобъемлющего каталога", — говорит Ахилеш Пандей, профессор Института генетической медицины Маккусика-Натанса и кафедр биологической химии, патологии и онкологии Университета Джонса Хопкинса.

Хотя гены определяют многие характеристики организма, они делают это, предоставляя инструкции для создания белков — строительных блоков и рабочих лошадок клеток, а значит, тканей и органов. Поэтому многие исследователи считают каталог человеческих белков и их локализацию в организме даже более информативным и полезным, чем каталог генов в геноме человека.

Изучение белков технически гораздо сложнее, чем изучение генов, из-за их сложных и разнообразных структур и функций. Простой список существующих белков был бы не очень полезен без информации о том, где в организме эти белки находятся. Поэтому большинство исследований белков до сих пор были сосредоточены на отдельных тканях, часто в контексте конкретных заболеваний.

Для более полного исследования протеома команда взяла образцы 30 тканей, выделила из них белки и использовала ферменты, чтобы разрезать их на более мелкие части — пептиды. Затем пептиды были проанализированы с помощью серии приборов, предназначенных для определения их идентичности и измерения их относительного количества.

"Создав всеобъемлющий набор данных о человеческих белках, мы облегчили другим исследователям идентификацию белков в своих экспериментах. Мы уверены, что наши данные станут золотым стандартом в этой области, особенно потому, что они были получены с использованием единообразных методов, анализа и современных приборов", — отмечает Пандей.

Среди белков, чьи паттерны данных были охарактеризованы впервые, оказалось много тех, существование которых никогда не предсказывалось. В геноме, помимо последовательностей ДНК, кодирующих белки, существуют участки, чьи последовательности не соответствуют обычной схеме кодирующего гена и поэтому были помечены как "некодирующие". Самым неожиданным открытием команды стало то, что 193 идентифицированных белка можно было проследить до этих предположительно некодирующих регионов ДНК.

"Это была самая захватывающая часть исследования — обнаружение дальнейших сложностей в геноме. Тот факт, что 193 белка произошли из последовательностей ДНК, предсказанных как некодирующие, означает, что мы не до конца понимаем, как клетки считывают ДНК, потому что явно эти последовательности кодируют белки", — говорит Пандей.

Пандей считает, что человеческий протеом настолько обширен и сложен, что его каталог никогда не будет полностью завершен, но эта работа обеспечивает прочную основу, на которую другие могут надёжно опираться.