белковые молекулы

Долгое время считалось, что геном человека изучен вдоль и поперек. Ученые составили каталог из примерно 20 000 генов, производящих белки, которые строят наши ткани и управляют метаболизмом, однако за пределами этого списка всегда маячила тень неописанных соединений. Биологи годами натыкались на другие короткие молекулы, но не спешили называть их белками из-за маленького размера. Часто их называли «темными белками» или «микропротеинами» и игнорировали как клеточный шум. Но недавно международный консорциум ученых TransCODE провел масштабную инвентаризацию клеточного пространства, и тысячи неназванных молекул получили название и место в иерархии — пептидины.

Свое название этот новый класс молекул получил не случайно. Это гибрид пептида, короткой цепочки аминокислот, и полноценного белка. Долгое время они оставались невидимыми из-за маленьких размеров и скрытной активности. Пептидины очень коротки, и кодирующие их участки ДНК часто накладываются на уже известные, крупные гены или прячутся в непосредственной близости от них. Поэтому программы, анализирующие геном, просто отбрасывали эти фрагменты как биологический шум или сбои в системе. Кроме того, у пептидинов почти нет аналогов в геномах других животных, что сбивало с толку эволюционных биологов.

Чтобы прояснить природу постоянно возникающего шума в геноме, проект консорциума TransCODE решил пересмотреть классификацию. Ученые отобрали 7264 потенциальных кандидатов на роль новых молекул, из которых лишь 15 получили право называться полноценными белковыми генами. Но остальные тысячи до сих пор не вписывались в прежнюю классификацию. Так и родилась категория пептидинов, которые точно существуют в наших клетках, но чья роль пока остается загадкой.

Главный вопрос остается открытым: зачем клетке нужны пептидины? Скептики полагают, что значительная часть этих молекул просто побочный продукт работы клетки, которые быстро утилизируются клеткой. Но некоторые из них уже связаны с развитием детских онкологических заболеваний, включая агрессивные опухоли мозга, и участвуют в работе сердечной мышцы. Около полусотни пептидинов оказались жизненно необходимыми для выживания клеток в лабораторных тестах. 

Биоинформатики сравнивают это открытие с пересмотром состава Солнечной системы, когда астрономы осознали, что вокруг Солнца вращаются тысячи объектов размером с Плутон. Тогда же пришлось лишить девятую планету своего статуса и создать категорию карликовых планет. В биологии сейчас происходит нечто подобное, ведь старые границы белка размываются, уступая место новой классификации.

Авторы исследования уверены, что мы стоим на пороге новой волны открытий, когда изучение биологической темной материи может дать ключи к лечению болезней, которые десятилетиями считались загадкой. Карта нашего генома внезапно стала гораздо сложнее, и именно в этих крошечных цепочках аминокислот может скрываться следующая революция в медицине.