Исследователи создали компьютерную технологию под названием moPepGen, позволяющую с большей точностью определять и различать белковые структуры. Это изобретение позволяет не только обнаруживать ранее незамеченные мутации в генах, но и глубже исследовать посттранскрипционные изменения белка и их влияние на развитие заболевания вроде рака и нейродегенеративных болезней. Новая технология описана в журнале Nature Biotechnology.
Белки играют фундаментальную роль в процессах жизнедеятельности клетки: они как служат как структурным материалом для клетки, так могут быть и рецепторами и гормонами. Иначе говоря, в клетке практически все процессы зависят от этих полипептидов. На данный момент структуры белков зачастую изучаются на основе генов и иРНК, с которых считывается информация о структуре молекулы. Этот процесс не только часто оставляет незамеченными новые мутации в клетке, но и практически не учитывает модификации белка в клетке, происходящие после транскрипции. Более полное представление о разнообразии полипептидов в клетке позволило бы ученым исследовать новые потенциальные мишени для лечении рака, а также потенциально могло бы объяснить механизмы развития нейродегенеративных заболеваний.
На основе инструментов теории графов — раздела математики, помогающего в моделировании взаимосвязей объектов — исследователи разработали moPepGen — технологию, позволяющую учитывать всевозможные генетические мутации и изменения начальной точки считывания генов, которые влияют на структуру белка, при изучении структуры молекулы. Благодаря этой компьютерной программе, которая находиться в свободном доступе, ученые могут более точно определять, какой именно из вариантов гена был экспрессирован в клетке, а также обнаружить в короткие сроки новые «скрытые» мутации и изменения в очень похожих белках.
В отличие от других современных методов изучения структур белков, moPepGen способен обнаруживать изменения, вызванные альтернативным сплайсингом, кольцевыми РНК, слиянием генов и другими комплексными процессами модификации структуры будущего полипептида. Другие методы в основном направлены на обнаружение более простых мутаций, таких как одиночные замены аминокислот в белке.
Ученые использовали moPepGen, чтобы исследовать разнообразие белков в 376 клеточных линиях пяти пациентов с раком простаты и восьми пациентов с раком почки. Созданная исследователями технология успешно обнаружила ранее неизученные разновидности раковых белков, образованные вследствие достаточно комплексных видов модификации полипептида. Помимо этого, moPepGen смог обнаружить в четыре раза больше разнообразных белковых молекул, чем альтернативные методы обнаружения и классификации полипептидов.
«Упрощая анализ сложных вариаций белков, moPepGen может способствовать развитию исследований в области рака, нейродегенеративных заболеваний и других областях, где понимание разнообразия белков играет ключевую роль. Эта технология уникальна и тем, что она объединяет между собой генетические данные и реальную экспрессию белков, открывая новые возможности в медицине и не только», — рассказал Пол Бутрос из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
