13.08 - 07:21

Обнаружено четыре тысячи новых белковых семейств


 

Исследователи из США провели сравнительное исследование 1773 человеческих метагеномов и обнаружили около четырех тысяч белковых семейств, большинство из которых не были ранее описаны из-за своего небольшого размера, затрудняющего идентификацию. Около тридцати процентов найденных белков оказались вовлечены в межклеточные взаимодействия, сообщается в статье в журнале Cell.

Открытие коротких белков длиной меньше 50 аминокислот сопряжено с трудностями. При аннотации нового генома — разметке на его последовательности положений имеющихся генов — короткие последовательности обычно игнорируются. Это происходит из-за того, что шанс принять случайный участок генома за настоящий ген слишком велик. Коротких белков мало в базах данных, и из-за этого поиск новых последовательностей по сходству с ранее открытыми работает плохо. Более того, даже если найдутся короткие похожие участки, то доказать, что это гомологи (родственные последовательности), а не случайные совпадения, тоже сложно. Протеомные методы вроде масс-спектрометрии в данном случае тоже не работают из-за отсутствия таких белков в базах данных. Между тем те белки, которые удалось обнаружить, обладают зачастую интригующими свойствами — например, помогают межклеточной коммуникации.

Новое исследование показало, что уже известные маленькие белки составляют лишь малую часть от реального числа. Используя комбинацию генетических данных из открытого доступа Хила Сберро (Hila Sberro) из Стенфорда и ее коллеги нашли и описали около четырех тысяч белковых семейств, большинство из которых оказались новыми и не имели родственников в имеющихся базах данных. В качестве ресурса они использовали 1773 человеческих метагенома из Human Microbiome Project. В них нашли абсолютно все потенциальные открытые рамки считывания, а затем применили последовательно ряд фильтров, чтобы оставить только нужные. Для начала их отфильтровали по длине так, чтобы транслируемый белок не превышал 50 аминокислот, а затем собрали в кластеры по сходству и убрали те, в которых было меньше восьми потенциальных белков. Это отсекло значительную часть случайных последовательностей, но после этого исследователи дополнительно прогнали оставшиеся последовательности через программу, которая умеет вычленять кодирующие последовательности из общей массы на основании эволюционных подписей, а заодно проверили последовательности на наличие сайта для посадки рибосомы, необходимого для трансляции белка. В результате такой фильтрации осталось всего 4539 кластера, каждый из которых отвечал за отдельное белковое семейство.

Большая часть найденных белковых семейств оказалась ранее неизвестной: при сравнении с базами данных всего для 190 семейств нашлись достаточно похожие последовательности в базе доменов, и примерно для четверти вообще нашлись аннотированные гомологи. Как уже говорилось выше, стандартные методы не заточены на выявление коротких белков, так что авторы предположили, что многие из них были пропущены при аннотации геномов и именно поэтому число найденных гомологов невелико. Чтобы это обойти это, они заново переаннотировали геномы в базе данных, сняв ограничение по размеру рамки считывания, а затем повторили поиск. Благодаря этому ходу они нашли гомологи еще для 27 процентов белковых семейств, но по-прежнему около половины белковых семейств осталась без привязки к уже известным генам.

Чтобы окончательно увериться в подлинности найденных генов, исследователи проверили, идет ли с них синтез белка. Для этого они использовали метатранскриптомные данные — по аналогии с обычными транскриптомами они содержат последовательности активных генов, но не для одного организма, а сразу для всех обитателей образца. Исследователи нашли в них гомологов для искомых генов и посмотрели синтезируется ли с них РНК. Оказалось, что активные гомологи составляют примерно 75 процентов от общего числа нашедшихся. Кроме того, для генов, принадлежащих бактерии Bacteroides thetaiotaomicron, удалось показать, что у 40 процентов найденных в нем гомологов идет не только синтез РНК, но и белка.

На следующем этапе исследователи попытались выяснить, что делают эти белки. Поскольку для большинства так и не нашлось гомологов с известными функциями, сделать это, распространив функцию уже известного родственника на искомый белок, было невозможно. Тем не менее, им удалось выделить из общей массы консервативные широко распространенные белки домашнего хозяйства, местоспецифичные белки, характерные, например, только для метагеномов ротовой полости или только кишечника, а заодно нашли один новый рибосомальный белок. Отдельно ученые выделили белковые семейства, в последовательностях которых нашелся траснмембранный домен или секреторная метка — знак того, что этот белок используется не внутри клетки, а снаружи. Таких оказалось около тридцати процентов и исследователи считают, что те участвуют во взаимодействии между клетками. Еще одна распространенная группа белков, которые удалось обнаружить благодаря специфическому строению последовательностей — белки-защитники бактерий от фагов.

Все это говорит о том, что важность коротких белков сильно недооценена. Из-за неудобства работы с ними и сложностей с определением стандартными методами они недопредставлены в базах данных, тогда как на самом деле их довольно много и они играют не последнюю роль в жизни клеток. Это удалось показать благодаря грамотной обработке метагеномных данных, в которых содержится информация о последовательностях ДНК не одного вида, а сразу многих — в идеале всех — которые были в образце, в том числе и не описанных ранее. Такое «богатство» метагеномных данных позволяет использовать их не только для поиска новых белков, но и для предсказания их трехмерных структур.
https://nplus1.ru

Ключевые слова:
Читайте также:

ТОП вирусных заболеваний этой осени: чем могут заразить окружающих сотни тысяч украинцев

В Украине продолжают фиксировать новые случаи ОРВИ, кори и дифтерии
Подробнее »»

Глистные инвазии у детей – как бороться?

Глисты, или гельминты, являются паразитами, которые при попадании в организм человека, питаются за его счет, могут выделять токсины и повреждать внутренние органы и ткани (печень, легкие, ЖКТ, мозг, мышцы, глаза).
Подробнее »»

В УАФ будут рассматривать дело о расизме на матче Шахтер - Динамо

В Украинской ассоциации футбола собираються в ближайшее время рассмотреть дело о рассистском скандале на матче горняков и динамовцев
Подробнее »»

Полузащитник Ювентуса не собирается мириться с ситуацией, которая сложилась с ним в команде

Хавбек туринского клуба Эмре Джан рассказал, что он не счастлив в команде и хочет сменить обстановку
Подробнее »»

Менопауза может вызывать зуд кожи

Зуд кожи не относятся к числу распространенных симптомов менопаузы. Однако известный британский гинеколог доктор Мартин Скарр утверждает, что часто наблюдает его среди своих пациенток.
Подробнее »»

Читайте также:
21.11 - 18:07

Проблемная кожа: специфика ухода

Чувствительная кожа доставляет своей обладательнице немало проблем
Подробнее »»

21.11 - 17:57

Названы привычки в еде, которые мешают похудеть

Вредные привычки негативно влияют на весь организм
Подробнее »»

21.11 - 17:36

Топ-5 самых малоизвестных модных терминов

В быту термины из разных профессиональных сфер значительно упрощаются. И мода не исключение.
Подробнее »»

21.11 - 16:56

Ночные средства для красоты кожи: используем крема и сыворотки правильно

Ночь – время не только для сна, но и для восстановления красоты.
Подробнее »»

21.11 - 15:55

Врачи подсказали, какие зубные пасты вызывают кариес

Некоторые пасты могут стать причиной кариеса
Подробнее »»

21.11 - 15:33

Закаливание новорождённых

Закаливание имеет существенное значение в развитии у ребёнка способности адаптироваться к изменяющимся условиям внешней среды, в особенности к перепадам температур.
Подробнее »»

21.11 - 14:53

Чем горький шоколад полезен для здоровья

В составе горького шоколада находится много витаминов и минералов
Подробнее »»

21.11 - 14:23

Молоко вызывает сонливость и может привести к развитию раковых опухолей

Регулярное употребление молочной продукции может стать причиной проблем с пищеварением.
Подробнее »»

21.11 - 14:08

Электромеханические замки: классификация, плюсы и минусы

Хороший замок должен быть надежным и взломоустойчивым
Подробнее »»

21.11 - 13:51

Правила питания, которые помогут избежать болезней

Рацион питания должен быть полезным и правильно сбалансированным
Подробнее »»

21.11 - 13:38

Как подобрать челку по форме лица 

Когда хочется перемен, но на каре все же не хватает смелости, то задумайтесь о чёлке.
Подробнее »»

21.11 - 12:54

Избавиться от шерсти питомцев поможет пищевая сода

Мы расскажем, как без особых усилий избавить дом от «шерстяного покрывала», а себя — от чихания, волосков в еде и на одежде.
Подробнее »»

21.11 - 12:49

Как быстро восстановить свои нервные клетки

Оказалось, что восстановить нервные клетки все-таки возможно
Подробнее »»

21.11 - 11:47

Медики объяснили, почему вредно есть на завтрак только йогурт

Йогурт покидает желудок слишком быстро
Подробнее »»

21.11 - 11:30

Идеи романтических свиданий

Любовь приходит неожиданно, она врывается в жизнь человека и ошеломляет его. В такой период хочется что-то делать, дарить свою любовь всему миру и особенно тому, кто вызвал нежные чувства.
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...