Немые генетические вариации могут нарушать сворачивание белков

Белки, выполняющие основную работу в клетках человека, функционируют только будучи правильно свернутыми в специфические трёхмерные структуры. Неправильное сворачивание белков способствует развитию ряда заболеваний, включая муковисцидоз, ювенильную катаракту, болезнь Альцгеймера и многие формы рака.

Учёные долгое время игнорировали половину всех мутаций в генетических последовательностях ДНК — синонимичные или «немые» мутации, — поскольку считалось, что они не влияют на процесс правильного сворачивания белков из аминокислотных последовательностей. Новое исследование Университета Нотр-Дам показывает, что эти мутации требуют более пристального изучения.

«Синонимичные мутации долгое время считались геномным фоновым шумом, но мы обнаружили, что они действительно приводят к изменению сворачивания белка и, как следствие, нарушают функцию клетки», — заявила Патрисия Кларк, ведущий автор исследования.

Учёные изучили генетическую последовательность естественного гена устойчивости к антибиотикам у бактерии E. coli. Команда сосредоточилась на том, как синонимичные мутации изменяют скорость синтеза белка рибосомой — молекулярной машиной, присутствующей во всех клетках, включая человеческие.

Исследование даёт ответ на гипотезу, существовавшую в этой области более 50 лет. «Было чрезвычайно сложно строго проверить эту гипотезу в живых клетках», — отметила Кларк.

Требуются дальнейшие исследования, чтобы понять, насколько широко распространено неправильное сворачивание белков из-за синонимичных вариаций. «Мы игнорируем половину существующих мутаций ДНК, потому что решили, что они не вызовут проблем. Наше исследование только что показало, что они могут их вызвать», — заключила Кларк.