Учёные разработали новый метод для изучения скрытой части генома

Учёные из Медицинской школы Duke-NUS и их коллабораторы с помощью инновационной методики идентифицировали тысячи ранее неизвестных последовательностей ДНК в человеческом геноме. Эти последовательности кодируют микропротеины и пептиды, потенциально критически важные для здоровья и развития заболеваний.

"Большая часть наших знаний об известных 2% генома, кодирующих белки, основана на поиске длинных цепочек нуклеотидных последовательностей, или длинных открытых рамок считывания (ORFs)", — пояснила вычислительный биолог доктор Соня Чотани, первый автор исследования. "Однако недавно учёные обнаружили малые открытые рамки считывания (smORFs), которые также могут транслироваться с РНК в малые пептиды, участвующие в репарации ДНК, формировании мышц и генетической регуляции".

Поиск smORFs и кодируемых ими пептидов важен, поскольку их нарушение может вызывать болезни. Однако существующие подходы к их обнаружению ограничены.

"Большинство текущих наборов данных не предоставляют достаточно детальной информации для идентификации smORFs в РНК", — добавила доктор Чотани. "Кроме того, они в основном получены из анализов иммортализованных клеточных линий, которые не всегда точно отражают человеческую физиологию".

В статье, опубликованной в Molecular Cell, исследователи описывают разработанную методику. Они проанализировали доступные данные рибосомного профилирования на предмет коротких цепочек РНК с периодическими трёхнуклеотидными участками, покрывающими более 60% длины РНК. Затем они провели собственное секвенирование РНК и рибосомное профилирование, создав комбинированный ресурс данных по шести типам клеток и пяти типам тканей (например, сердца и мозга), полученным от сотен пациентов.

Анализ этих данных выявил почти 8000 smORFs. Интересно, что они были высокоспецифичны для тканей, в которых были обнаружены, что указывает на их потенциально специфическую функцию в конкретной среде. Команда также идентифицировала 603 микропротеина, кодируемых некоторыми из этих smORFs.

"Геном заполнен smORFs", — сказал старший автор исследования доцент Оуэн Рэкхем. "Наша всеобъемлющая и пространственно разрешённая карта человеческих smORFs выделяет упускаемые из виду функциональные компоненты генома, указывает на новых участников в процессах здоровья и болезни и предоставляет научному сообществу ресурс для ускорения открытий".

Профессор Патрик Кейси отметил: "Идентификация потенциально новых мишеней для исследований болезней и разработки лекарств может открыть пути к новым решениям. Это исследование предоставляет важные новые данные для научного сообщества".