Ερευνητές ανακάλυψαν 1.785 «σκοτεινές» μικροπρωτεΐνες που συνδέονται με τον καρκίνο

Σύνοψη

• Εντοπίστηκαν 1.785 νέες μικροπρωτεΐνες, γνωστές πλέον ως «peptideins», από περιοχές του DNA που θεωρούνταν μη κωδικοποιητικές.
• Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature από διεθνή κοινοπραξία, με επικεφαλής εργαστήρια του Max Delbrück Center (Γερμανία).
• Για την ταυτοποίησή τους αναλύθηκαν 3,7 δισεκατομμύρια σημεία δεδομένων μέσω 95.520 πειραμάτων, απαιτώντας 20.000 ώρες υπολογιστικής ισχύος.
• Η ανακάλυψη αυξάνει τη βάση δεδομένων των γνωστών πρωτεϊνών κατά σχεδόν 10%.
• Πειράματα με τεχνολογία CRISPR έδειξαν ότι η απενεργοποίηση της πρωτεΐνης που παράγεται από το γονίδιο OLMALINC εμποδίζει την ανάπτυξη καρκινικών κυττάρων.

Η θεμελιώδης αρχή της μοριακής βιολογίας βασιζόταν για δεκαετίες στον διαχωρισμό του DNA σε κωδικοποιητικές περιοχές, που παράγουν πρωτεΐνες, και στο λεγόμενο «άχρηστο» ή μη κωδικοποιητικό DNA, ωστόσο, αυτό το αφήγημα καταρρίπτεται οριστικά. 

Μια νέα δημοσίευση στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό Nature από μια διεθνή ερευνητική κοινοπραξία, με κεντρικό πυλώνα τα εργαστήρια Hübner και Ohler του Max Delbrück Center στο Βερολίνο, επιβεβαιώνει την ύπαρξη ενός ολόκληρου «σκοτεινού πρωτεώματος» (dark proteome). Η ερευνητική ομάδα προχώρησε στην ταυτοποίηση περισσότερων από 1.700 νέων δομικών στοιχείων, τα οποία μέχρι πρότινος διέφευγαν της προσοχής των επιστημόνων λόγω του μικρού τους μεγέθους.

Οι "σκοτεινές" πρωτεΐνες (peptideins) είναι μικροπρωτεΐνες που παράγονται από τμήματα του DNA που θεωρούνταν μη κωδικοποιητικά. Ανακαλύφθηκαν από ερευνητές του Max Delbrück Center μέσω ανάλυσης 3,7 δισεκατομμυρίων σημείων δεδομένων και 95.520 πειραμάτων, αυξάνοντας τη βάση δεδομένων των γνωστών πρωτεϊνών κατά σχεδόν 10%, με συνολικά 1.785 νέες ταυτοποιήσεις.

Η διαδικασία αποκρυπτογράφησης αυτού του νέου βιολογικού χάρτη απαιτούσε ωμή υπολογιστική ισχύ και προηγμένες μεθόδους βιοπληροφορικής. Οι ερευνητές συγκέντρωσαν συλλογικά δεδομένα φασματομετρίας μάζας από όλο τον κόσμο, δημιουργώντας μια βάση 7 δισεκατομμυρίων φασμάτων. Μέσα από τη διασταύρωση αυτών των στοιχείων με την αλληλουχία του ανθρώπινου γονιδιώματος, κατάφεραν να εντοπίσουν τα αποτυπώματα αυτών των μικροπρωτεϊνών. Ο μεγάλος όγκος της έρευνας αντικατοπτρίζεται στις 20.000 ώρες επεξεργασίας που απαιτήθηκαν για την ανάλυση των 95.520 μεμονωμένων πειραμάτων. Το αποτέλεσμα είναι η προσθήκη 1.785 νέων καταχωρήσεων στις βάσεις δεδομένων, ένας αριθμός που πρακτικά διευρύνει τον γνωστό κατάλογο των 19.500 παραδοσιακών πρωτεϊνών κατά περίπου 10%.

Λόγω της ιδιαιτερότητάς τους και της δομικής τους διαφοράς από τις κλασικές πρωτεΐνες, οι ερευνητές εισήγαγαν τον όρο «peptideins». Η ονομασία αυτή υποδηλώνει την αμφισημία τους, καθώς μοιάζουν με τα πεπτίδια (μικρά θραύσματα πρωτεϊνών) αλλά λειτουργούν ως αυτόνομα βιολογικά μόρια.

Η σύνδεση του σκοτεινού γονιδιώματος με την Ογκολογία

Το επόμενο κρίσιμο βήμα των ερευνητών δεν ήταν απλώς η καταλογογράφηση των peptideins, αλλά η κατανόηση της λειτουργίας τους. Εάν το σκοτεινό γονιδίωμα παράγει ενεργά μόρια, αυτά τα μόρια αναπόφευκτα συμμετέχουν στους κυτταρικούς μηχανισμούς. Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία γενετικής επεξεργασίας CRISPR μεγάλης κλίμακας, η ερευνητική ομάδα δοκίμασε την απενεργοποίηση συγκεκριμένων γονιδίων για να παρατηρήσει τις επιπτώσεις.

Ανάμεσα στα ευρήματα ξεχωρίζει το γονίδιο OLMALINC. Πρόκειται για μια γενετική αλληλουχία που ιστορικά είχε ταξινομηθεί ως αυστηρά μη κωδικοποιητική (non-coding). Τα πειράματα ωστόσο απέδειξαν ότι το OLMALINC παράγει μια συγκεκριμένη peptidein. Όταν οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν το CRISPR για να απενεργοποιήσουν αυτή τη μικροπρωτεΐνη στο εργαστήριο, τα καρκινικά κύτταρα εμφάνισαν σημαντική δυσκολία στην ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό τους. Η ανακάλυψη αυτή αποδεικνύει ότι η συγκεκριμένη πρωτεΐνη σχετίζεται άμεσα με την επιβίωση των καρκινικών κυττάρων, δημιουργώντας έναν εντελώς νέο στόχο για μελλοντικές φαρμακευτικές παρεμβάσεις και στοχευμένες θεραπείες.

*Μπορείτε πλέον να προσθέσετε το Techgear.gr ως Προτιμώμενη Πηγή ενημέρωσης για τις αναζητήσεις σας στο Google Search!