Изучение генома дельфинов может принести пользу здоровью человека
Дельфины и люди — "очень, очень похожие существа" как млекопитающие, что делает их ценными для биомедицинских исследований. Ученые из лаборатории Холлинга завершили создание детального, доступного для поиска индекса всех белков, обнаруженных в геноме афалины (Tursiops truncatus).
Белковые карты могут помочь и дельфинам, и людям
Хотя первая подробная карта генома афалины была составлена в 2008 году, недавние технологические прорывы позволили создать новую, более исчерпывающую карту всех белков, производимых ДНК дельфинов. Этот проект, основанный на данных Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) и частной компании Dovetail Genomics, является частью развивающейся области протеомики.
Потенциальные применения:
- Для индустрии зоопарков и аквариумов (с оборотом ~$16 млрд в год) — улучшение ухода за афалинами.
- Для оценки состояния диких популяций дельфинов и мониторинга экологических загрязнителей.
- Для биомедицинских исследований человека.
Ключевой пример — белок ванин-1. Морские млекопитающие, такие как дельфины, вырабатывают его в больших количествах. Это может защищать их почки и сердце от повреждений при повторяющихся остановках и возобновлениях кровотока во время глубоких погружений. У людей ванин-1 вырабатывается в гораздо меньших количествах. Изучение его роли у дельфинов может открыть новые пути защиты почек человека.
"Гены несут информацию жизни. Но функции выполняют белки", — отмечает Майк Джейнех из Медицинского университета Южной Каролины.
От макро- к микроуровню
Это направление представляет собой новую грань биомимикрии — поиска решений человеческих проблем через изучение природы. Если раньше фокус был на структурном подобии (конечности, органы чувств), то теперь, с развитием изучения ДНК, ученые могут исследовать молекулярные процессы на самом микроскопическом уровне.
"Мы вступаем в то, что можно назвать эпохой после модельных организмов", — говорит ведущий исследователь Бен Нили. Теперь можно изучать нетипичные организмы со сходным молекулярным аппаратом для решения сложных биомедицинских проблем.
Данные, технологии и качественные образцы
Для сбора белковой информации команда использовала образец тканей из Национального банка тканей морских млекопитающих (NMMTB) — самого долгосрочного проекта Морского банка экологических образцов NIST. Для валидации обновленных белковых карт используется ультравысокочувствительный трибридный масс-спектрометр — самый мощный инструмент для идентификации и количественного определения белков.
Будущие направления
Результаты демонстрируют пользу повторного картирования геномов с помощью новых технологий секвенирования и высокоразрешающих масс-спектрометров. Все данные этого проекта будут находиться в открытом доступе.
Это первый из многих подобных проектов. Изучение других ныряющих морских млекопитающих может углубить понимание молекулярных механизмов погружения. Например, белки морских львов могут многое рассказать о метастатическом раке.
"Потрясающе осознавать, что передовые исследования морских млекопитающих могут напрямую способствовать биомедицинским открытиям для человека", — заключает Бен Нили.