Пол и диета влияют на белковые комплексы клетки

Ученые из EMBL в Гейдельберге обнаружили, что набор белков в клетке животного — протеом — существенно зависит как от пола животного, так и от его диеты. Понимание этих индивидуальных протеомов может стать основой для персонализированного лечения людей в будущем.

Целью исследования было выяснить, одинаково ли взаимодействуют белки протеома у разных особей, и если нет, то какие факторы вызывают различия. Изучение индивидуальных протеомов — протеотипов — дало неожиданный результат. Оказалось, что значительная часть вариаций протеотипа — около 12% — определяется одновременно полом и диетой; это больше, чем ожидалось.

До сих пор было известно лишь о нескольких белках, уровень которых повышается или понижается в зависимости от генетического пола животного или его диеты. Половые различия, например, обычно связывали с экспрессией генов на X/Y-хромосомах, но новое исследование показало, что затронуто гораздо больше белков. Влияние диеты, с другой стороны, было ограничено меньшим, дополнительным набором белковых комплексов.

Протеотип и персонализированная медицина

Будущее медицинского лечения — в персонализированной медицине, где терапия адаптируется под конкретного пациента. До сих пор большинство исследований фокусировалось на адаптации лечения к генотипу — генетическому составу клетки, закодированному в ДНК. Однако, хотя некоторые редкие заболевания четко генетически обусловлены, в развитии большинства болезней окружающая среда играет главную роль, а вклад генома пациента невелик.

«В случае ожирения, например, только около 6% вариаций индекса массы тела можно объяснить связанной с ним генетикой», — говорит Пир Борк. «Протеотип отражает не только генетику, но и факторы окружающей среды, например, образ жизни. Таким образом, понимание протеотипов открывает большие перспективы для получения индивидуальных "отпечатков", связанных с образом жизни».

Это исследование — важный шаг к пониманию того, какие клеточные изменения у больного человека потенциально можно обратить вспять, изменив образ жизни. Эти знания могут быть полезны не только для диагностики заболеваний, но и для индивидуализации терапии в будущем.

Первый небольшой шаг

Команда получила свои результаты, проанализировав 11 крупных общедоступных наборов данных, содержащих подробную информацию о различных протеотипах у людей и мышей, а также об их диете и генетическом статусе. Только с недавним прогрессом в пропускной способности масс-спектрометрии стало возможным создание таких больших баз данных об индивидуальных протеотипах. Несмотря на технологический прогресс, создание этих баз данных по-прежнему дорого.

«Результаты — лишь первый шаг. Можно предположить, что для потенциального преобразования протеотипа человека из болезненного состояния в более здоровое необходимо полностью проверить множество других параметров, помимо пола и диеты», — заключает Мартин Бек, один из соавторов. «Чтобы понять большую часть различий в протеотипах людей, необходимо собрать гораздо больше таких наборов данных. Нам также нужно проверить гораздо больше факторов окружающей среды и генетических факторов, прежде чем соответствующая диагностика и индивидуализированные методы лечения смогут войти в клиническую практику».

Исследование опубликовано в журнале Cell.