Обнаружение функциональных изменений на уровне протеома

Исследователи ETH значительно улучшили существующие методы протеомики, чтобы фиксировать все функциональные изменения в белках. Их работа прокладывает путь для использования этих "подписей" в качестве диагностических инструментов.

Стандартный скрининг протеома ранее не мог одновременно обнаруживать множество молекулярных событий в клетках, ведущих к изменению функции белков, таких как химические модификации (например, фосфорилирование) или взаимодействия с другими молекулами.

Профессор ETH Zurich Паола Пикотти и её команда предположили, что структурные изменения белков могут служить индикатором ("прокси") для различных молекулярных событий, влияющих на функцию. Они усовершенствовали существующий подход для картирования протеомов.

Новый метод: LiP-MS

Исследователи применили метод масс-спектрометрии с ограниченным протеолизом (LiP-MS), позволяющий одновременно анализировать структуры и количество тысяч белков в биологическом образце (например, в цитоплазме дрожжей или жидкостях из биопсий).

"Таким образом мы фиксируем большинство событий, влияющих на функцию белка — это резкое увеличение охвата", — говорит Пикотти.

Тестирование на дрожжах

При тестировании метода на дрожжевых клетках, подвергнутых солевому стрессу, из 3500 различных типов белков:

• Более 300 изменили свою структуру (и, следовательно, функцию).
• Только 30 изменились в количестве.

Это показывает, что клетки в ответ на кратковременный стресс не производят много новых белков, а перестраивают существующие, что требует меньше времени и энергии.

Перспективы для диагностики

В пилотном исследовании болезни Паркинсона сравнение образцов пациентов и здоровых людей показало:

• Количество большинства белков было примерно одинаковым в обеих группах и не имело диагностической ценности.
• Многочисленные белки демонстрировали изменённые структуры в образцах пациентов, что делает подход перспективным для диагностики.

Метод уже запатентован. Компания-спин-офф ETH Biognosys лицензировала его и предлагает как коммерческую услугу для анализа структурных изменений белков в разработке лекарств. Метод также вызывает значительный интерес в академической среде.