Белки, скрывающиеся в белках: эволюционный "ярлык"

Австралийские и американские учёные восстановили историю эволюции кольцеобразного белка, похожего на лекарство, у подсолнечника. Результаты опубликованы в Molecular Biology and Evolution. Хотя процесс занял около 45 миллионов лет, исследователи называют его эволюционным "ярлыком".

В работе участвовали специалисты из Университета Западной Австралии, Университета Ла Троб в Мельбурне, Университета Теннесси и Университета Техаса.

Команда под руководством доктора Джошуа Майлна использовала беспрецедентный объём данных последовательностей ДНК, чтобы проследить эволюцию необычного семейства растительных белков.

Исследователей интересовала небольшая, но мощная молекула из семян подсолнечника — SFTI, которая блокирует пищеварение.

Что делает SFTI необычным?

Её аминокислотная последовательность скрыта внутри совершенно другого белка, который действует как "хозяин".

Как это изучали?

• Секвенировали все гены в семенах более 110 видов, родственных подсолнечнику.
• Классифицировали типы генов, кодирующих SFTI или родственные продукты.
• Сопоставили эти данные с эволюционными деревьями, построенными американскими коллегами, чтобы датировать появление определённых типов генов.

Этапы эволюции SFTI:

1. 45 млн лет назад: Первый шаг — появление короткой последовательности ДНК, кодирующей крошечный циклический белок.
2. 34 млн лет назад: Белок стал больше и "площе".
3. 23 млн лет назад: Некоторые из этих белков приобрели способность блокировать пищеварительные ферменты. Это свойство сохранилось до наших дней у десятков видов, включая обычный подсолнечник.

Важное открытие:

В процессе исследования учёные обнаружили первые представителей того, что похоже на новый класс циклических белков, ещё меньших, чем SFTI.

Значение работы:

• Впервые задокументировано, как белок может появляться поэтапно внутри белка-хозяина, с которым он не связан.
• Создание нового белка внутри существующего гена — это эволюционный "ярлык", несмотря на миллионы лет.
• Учёные задаются вопросом, является ли этот "ярлык" универсальным явлением для растений, грибов, животных и бактерий.
• Стабильность и биологическая активность таких пептидов даёт надежду, что другие примеры также могут быть источником полезных молекул.