Новый метод для идентификации белковых комплексов открывает перспективы для биотехнологий и улучшения сельскохозяйственных культур

Живые клетки выживают и адаптируются, образуя стабильные белковые комплексы, которые позволяют им модулировать активность белков, совершать механическую работу и преобразовывать сигналы в предсказуемые ответы. Однако идентификация белков в этих комплексах технически сложна. Исследователи из Университета Пердью разработали метод, позволяющий предсказать состав тысяч белковых комплексов одновременно, что ускорит открытия в области функций клеток.

Метод предсказывает состав естественных белковых комплексов, извлеченных из живых клеток. Он значительно быстрее и дешевле традиционных методов, использующих крупномасштабное клонирование, аффинные метки или антитела для идентификации компонентов белковых комплексов. Метод может помочь ученым понять, как тысячи белковых комплексов совместно функционируют, позволяя растительным клеткам нормально расти и реагировать на изменения окружающей среды.

Дэниел Шимански, профессор кафедры ботаники и патологии растений в Пердью, и аспиранты Зак Макбрайд и Ёнву Ли разделили тысячи белков по размеру и заряду и использовали масс-спектрометрию, чтобы предсказать, какие белки, вероятно, связываются друг с другом, образуя стабильный комплекс. В этом подходе «виновности по ассоциации» белки, формирующие стабильный комплекс, должны совместно очищаться при любой стратегии разделения.

Команда Шимански также провела валидацию процесса. Исследователи подтвердили наличие многих известных и новых белковых комплексов, предсказанных с помощью этого метода профилирования.

«В результате одного такого разделения мы получаем профили элюции для тысяч белков, — сказал Шимански, чьи результаты опубликованы в журнале Molecular and Cellular Proteomics. — Мы можем объединить все данные профилей белков с колонок, определить наиболее похожие друг на друга профили элюции и предсказать, какие белки физически связаны между собой».

После идентификации белковых комплексов ученые могут определить их функцию в клетках, как регулируются клеточные пути, как эти белки влияют на передачу сигналов и многое другое. Шимански отметил, что метод работает для любого организма с секвенированным геномом, включая кукурузу, сою, рис и хлопок.

«Этот метод использовался для глобального анализа белковых комплексов у растений с разными генотипами или выращенных в различных условиях. Это похоже на новый инструмент фенотипирования для анализа системных изменений в обилии белков, партнерах по связыванию и субклеточной локализации», — сказал Шимански.

Метод служит крупномасштабной машиной для генерации гипотез, которая ускорит понимание сложных механизмов работы растительных клеток и даст исследователям обширные знания о том, как растения адаптируются к жаре, недостатку воды и другим стрессам.