Высокопроизводительная протеомика поможет в разработке противоядий от змеиных ядов

Характеризация кодирующей части генома человека остается одной из главных задач биологии. Количество канонических белоккодирующих генов считалось приблизительно известным до недавнего времени, но за последнее время накопилось множество данных о трансляции неканонических открытых рамок считывания (ncORF). Для их изучения был создан международный консорциум TransCODE, который на прошлой неделе представил алгоритм аннотации «темного протеома» — полипептидов, кодируемых ncORF. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. 

Для молекул, кодируемых ncORF, ученые ввели термин «пептидеин» (peptidein) — полипептид, синтез которого с открытой рамки считывания подтвержден экспериментально, но данных для того, чтобы классифицировать эту ORF как белоккодирующий ген, недостаточно. Проанализировав около 95,5 тысяч протеомных экспериментов, авторы работы выявили 7 264 ncORF и показали, что около четверти из них кодируют микробелки и пептидеины. Они разработали систему аннотации для этих полипептидов, кодируемых ncORF, и показали, как характеризация пептидеина с помощью функциональной геномики и оценки консервативности позволяет уточнить его классификацию.

В качестве наглядной демонстрации ученые охарактеризовали пептидеин, транслируемый с длинной некодирующей РНК OLMALINC. С помощью CRISPR-скрининга и секвенирования РНК единичных клеток они показали, что этот пептидеин жизненно важен и консервативен — его нокаут в 485 клеточных линиях приводил к их нежизнеспособности в 85% случаев. 

Авторы рассчитывают, что предложенный ими подход позволит систематично охарактеризовать ncORF и кодируемые ими полипептиды, что важно в том числе для медицинской науки. Транслируемые с ncORF молекулы вносят вклад в развитие наследственных заболеваний, онкогенез и формирование раковых антигенов, следовательно, их подробное изучение расширит понимание патогенеза и представление о методах терапии.  

Некоторые люди переживают, когда прерывают занятия в спортзале на несколько недель, поскольку считают эффект тренировок недолговечным и опасаются, что возвращаться к тренировкам будет тяжело. Однако финские ученые выяснили, что их опасения по большей части напрасны — память о силовых тренировках сохраняется в мышцах до двух месяцев.

Для исследования авторы пригласили 30 здоровых добровольцев. В течение 10 недель они занимались силовыми тренировками, за которыми следовал 10-недельный перерыв. После этого участники возвращались к тренировкам еще на 10 недель. За это время у них несколько раз брали мышечные биопсии.

Протеомный анализ мышечной ткани выявил два основных паттерна изменений, связанных с тренировками. Первая группа — к ней относились белки аэробного метаболизма — начинала экспрессироваться активнее в результате регулярной силовой нагрузки, возвращалась к исходному состоянию во время перерыва и повторно усиливала экспрессию по возвращении к тренировкам. Экспрессия второй группы белков возросла в первые 10 недель тренировок и оставалась повышенной на протяжении всего эксперимента. В эту группу вошли белки, обеспечивающие сокращение мышц, компоненты цитоскелета и кальций-связывающие белки. Ученые подытоживают: хотя потерю мышечной массы из-за перерыва в тренировках исключить нельзя, вернуться к регулярным упражнениям должно быть легче, чем приступать к ним впервые.

Последняя версия алгоритма для предсказания структуры белков и их комплексов AlphaFold3, в отличие от RoseTTAFold и AlphaFold2, до сих пор не находилась в открытом доступе. После публикации статьи, в которой была представлена новая версия, в мае 2024 года, исследователи могли вводить последовательности белков и интересующих лигандов на сервере. Это решение компании Google DeepMind вызвало критику, так как оно ограничивает возможности по проверке и воспроизведению результатов. Кроме того, сервер не позволял моделировать взаимодействия с потенциальными лекарствами.

Компания заявляла, что это обеспечило правильный баланс между доступом для исследований и защитой коммерческих интересов (Isomorphic Labs, дочерняя компания DeepMind, использует AlphaFold3 для разработки лекарств). Однако затем представители компании объявили, что планируют в течение шести месяцев выпустить модель со свободным доступом для академического использования.

Теперь ученые могут загрузить программный код AlphaFold3, чтобы работать с ним в некоммерческих целях, объявила Google DeepMind 11 ноября. «Мы очень рады будем увидеть, что люди сделают с ним», — говорит Джон Джампер, который возглавляет команду AlphaFold в DeepMind и вместе с генеральным директором Демисом Хассабисом получил половину Нобелевской премии по химии 2024 года.

За последние месяцы несколько компаний из США и Китая представили инструменты с открытым исходным кодом на основе AlphaFold3 для прогнозирования структуры белков, комментирует Nature.

Авторы работы, опубликованной в International Journal of Cancer, нашли в 420 статьях, вышедших с 2004 по 2023 год в журналах, посвященных исследованиям рака, упоминания восьми клеточных линий с неверными названиями. Часть таких упоминаний можно списать на ошибку, но в 235 случаях ученые заподозрили авторов в подделке результатов исследований. Например, там сравнивали клеточные линии с правильно и неправильно написанными названиями и получали разные результаты. Некоторые из этих несуществующих клеточных линий уже упоминались в обзорах; они могут сбить с толку авторов новых статей. Скорее всего, авторы опасались выдумывать названия клеточных линий, чтобы их не уличили в подделке, и скопировали откуда-то названия, написанные с ошибкой. Подробнее. 

Сумчатые животные Тасмании боятся людей сильнее, чем других хищников. Исследователи установили камеры и спикеры, которые при приближении животных проигрывали записи спокойного человеческого голоса, лая собак, рычания тасманийского дьявола, воя волков и блеяния овцы в качестве контроля. Оценивали реакции пяти видов сумчатых, включая кенгуру и валлаби. Животные сбегали от звуков голоса человека в 2,4 раза чаще, чем от следующего по силе влияния на поведение звука — лая собаки. Подробнее. 

Для рыбы-удильщика характерен сексуальный (половой) паразитизм — самец временно прикрепляется к самке или навсегда сливается с нею в период размножения. Ученые показали, что эта черта появилась во время глобального потепления 50–35 млн лет назад и совпала с переходом предков рыб-удильщиков от жизни на океанском дне к жизни в толще воды. Предположительно, паразитизм повышает шансы удильщиков на успешное размножение: после обнаружения партнера он уже никуда не денется. Подробнее. 

В настоящее время волчанку лечат стероидами, которые подавляют иммунную систему, что сопряжено с серьезными рисками. В разработке находятся более таргетные препараты. Однако волчанка — генетически разнородная болезнь, которую вызывают мутации в различных генах. Ученые связали подтип волчанки с мутациями в генах, регулирующих активность толл-подобных рецепторов, в частности, TLR7. Скоро в клинику поступят препараты, которые могут помочь именно этой группе пациентов. Подробнее. 

Авторы исследования, опубликованного в PNAS, разработали новый метод анализа белок-белкового взаимодействия в контексте различных тканей — MACSPI (Methionine Analog-based Cell-Specific Proteomics and Interactomics). Они метили белки в отдельных типах клеток зондами из аминокислот, структурно схожих с метионином. Под действием света зонды ковалентно сшивали взаимодействующие белки; также зонд можно использовать, чтобы «вытащить» сшитые белки. Авторы применили метод для анализа мышечной и нервной тканей нематоды и нашли много новых взаимодействий. Подробнее.

Амилоидоз Аα-цепи фибриногена — редкое наследственное заболевание, при котором в почечных клубочках происходит отложение амилоидных фибрилл, индуцированное мутациями в гене соответствующего белка. У пациентов развивается болезнь почек, обычно прогрессирующая до терминальной стадии почечной недостаточности. До недавнего времени не было сообщений об этой патологии у других видов, кроме человека. Исследователи из Японии выполнили протеомный анализ образцов от 38 белок Sciurus lis, умерших в пяти зоопарках. Оказалось, что этот вид амилоидоза наблюдается у них удивительно часто (29 случаев из 38, или 76,3%). Среди особей старше 4 лет частота достигла 89%.

Масс-спектрометрия показала, что в амилоидогенезе у белок участвует С-концевая область Аα-цепи фибриногена, как и у людей. Однако у них, в отличие от людей, не было выявлено генных вариаций, отличающих амилоид-позитивные и амилоид-негативные белки; судя по всему, у японских белок это возрастное заболевание, присущее виду. Тем не менее они могут стать полезной моделью для поиска терапии этого заболевания, на данный момент неизлечимого.