Так называемая «мусорная ДНК» скрывает полезные соединения

Учёные из Центра исследований био-защиты и их коллабораторы сделали открытие, которое потенциально открывает двери для новых лекарств и биологических пестицидов.

В работе, начатой с кандидатской диссертации и продолженной в постдокторских исследованиях, они показали, что учёные упускали потенциально новые лекарства и биопестициды, отбрасывая гены, которые их производят, как нефункциональные варианты.

«Это фундаментальное открытие», — говорит профессор Барри Скотт из Университета Мэсси. Профессор Скотт курировал Дэниела Берри, учёного, начавшего исследовать «мусорные гены» в рамках своей кандидатской диссертации в 2012 году.

Теперь доктор Берри — ведущий автор статьи, описывающей открытие, которая только что опубликована в престижном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Открытие доктора Берри касается группы «модульных ферментов», естественным образом встречающихся в грибах. Модульные ферменты — это молекулярные сборочные линии, производящие биологически активные вещества, которые учёные используют в качестве лекарств, природных пестицидов или стимуляторов роста в сельском хозяйстве и садоводстве.

Антибиотик пенициллин — пожалуй, самый известный продукт модульного фермента.

В 2012 году, исследуя синтез периамина (природного репеллента для пастбищ, производимого модульным ферментом гриба Epichloë) для своей диссертации, доктор Берри заметил, что многие гены были «испорчены» и не производили периамин.

«Но один из вариантов этого гена встречался постоянно, — говорит профессор Скотт. — И хотя казалось, что он не функционирует, Дэниел понял, что он должен служить какой-то цели, и решил исследовать его».

Прорыв произошёл, когда Дэниел отправился в Германию работать с экспертом по модульным ферментам доктором Хельге Боде. С его помощью он обнаружил, что модульный фермент из вариантного гена производит продукт, названный циклоПроАрг, который, вероятно, является биологически активным.

«Это был захватывающий день, когда мы наконец смогли идентифицировать, что производит этот ген», — говорит доктор Берри. Это открытие позволило идентифицировать ещё три продукта, производимых другими вариантами этого гена.

«Мы ещё не знаем точно, что делает циклоПроАрг — это будет предметом дальнейших исследований, — говорит профессор Скотт. — Но мы знаем, что Epichloë не только защищает от вредителей, но и способствует росту пастбищ и имеет множество других полезных эффектов. ЦиклоПроАрг, вероятно, отвечает за одно из этих преимуществ».

Настоящий прорыв, по его словам, заключается в открытии, что модульные ферменты производят более одного биологически активного продукта.

«Раньше мы думали: один фермент — один продукт. Но теперь мы знаем, что это не так. Это фундаментально меняет наши знания и то, что мы должны искать», — заявил профессор Скотт.

Учёным во многих областях, включая медицину, следует вернуться и пересмотреть ранее отброшенные «мусорные гены», поскольку некоторые из них могут фактически производить полезные биологически активные продукты.