Структуру білка диктують не тільки РНК і ДНК: що таке негенетичні зміни
Дослідники проаналізували протеогеномні дані з 29 здорових тканин людини та виявили тисячі варіантів білків, які не пояснюються звичайними генетичними мутаціями. Автори припускають, що такі негенетичні заміни амінокислот можуть розширювати різноманіття білків в організмі, пише Nature.
Що виявили дослідники в ДНК
Дослідження присвячене варіантам білків, які можуть виникати на різних етапах реалізації генетичної інформації — від ДНК до синтезу білка.
Автори дослідження переаналізували великомасштабні мас-спектрометричні дані 29 здорових тканин людини. У результаті вони виявили 13 910 варіантів білків із впевнено локалізованими змінами, які відповідали 7 215 унікальним замінам однієї амінокислоти та співіснували з відповідними еталонними формами білків.
Дослідники встановили, що частина таких замін має не випадковий характер. Зокрема, негенетичні зміни частіше стосувалися чотирьох амінокислот:
Підписуйтеся на наші соцмережі
- триптофану,
- цистеїну,
- гістидину,
- метіоніну.
Деякі з виявлених варіантів повторювалися у кількох людей або відповідали функціонально важливим ділянкам білків.
Як білки можуть відрізнятися без мутацій у ДНК
Щоб клітина виробила білок, генетична інформація спочатку передається з ДНК у РНК, а потім рибосома використовує РНК як інструкцію для складання білка.
На кожному з цих етапів можуть виникати помилки. Наприклад, під час трансляції рибосома іноді може приєднати до білка не ту амінокислоту, яка відповідає генетичному коду.
Такі помилки зазвичай вважають рідкісними й випадковими. Однак автори роботи показали, що деякі з них можуть створювати стабільні варіанти білків, які повторюються в різних біологічних зразках.
Дослідники також провели експериментальну перевірку окремих негенетичних замін на очищених білках. Крім того, під час експериментів із клітинними лініями, отриманими з пухлин, вони спостерігали специфічні та повторювані моделі таких замін після амінокислотного голодування.
Це, на думку авторів, вказує на можливість існування додаткового рівня різноманітності білків, який не відображається безпосередньо в послідовності ДНК.
Чому негенетичні мутації важливі
Якщо подібні варіанти справді впливають на функції білків, вони можуть розширювати протеом — сукупність усіх білків, які виробляються клітинами організму, — за межі того, що можна передбачити лише за генетичною інформацією.
Автори припускають, що негенетичні заміни можуть навіть створювати додатковий «простір» для змін білків. На відміну від генетичних мутацій, вони не потребують зміни ДНК і тому потенційно можуть виникати без постійного переписування генетичної послідовності.
Це може мати значення для дослідження захворювань, зокрема раку, а також для пошуку нових мішеней для ліків. Водночас говорити про безпосереднє застосування цих результатів у фармакології поки зарано.