Белки микробиома и их особая роль в организме

Новое исследование выявило тысячи ранее не обнаруженных небольших белков, продуцируемых бактериями человеческого микробиома. Функции этих белков ещё не описаны, но предполагают, что их обнаружение откроет новые границы для разработки будущих поколений лекарств.

Особенности недавно открытых белков и их функции

Основные характеристики обнаруженных протеинов:

• содержат в молекуле 50 или меньше аминокислот;
• быстро синтезируются;
• сложны для обнаружения;
• работают не снаружи, а внутри клеток.

Эти белки имеют мелкую молекулу и отличаются от крупномолекулярных белков тем, что работают внутри клетки. Учёные считают, что они активно взаимодействуют с клетками человека, а также помогают полезным бактериям подавлять вредные штаммы

Новые белки сложно обнаружить из-за их мелкой молекулы, поэтому исследователи обычно игнорировали их. Как правило, длина их молекулы не превышает 50 аминокислот.

Мелкомолекулярные протеины выполняют критические функции связи между бактериальными штаммами и клетками организма-хозяина. Чтобы отследить эти небольшие сигнальные белки, исследователи обратили внимание на бактериальные геномы.

Бактериальный геном подобен книге с длинными цепочками букв, которые кодируют информацию, необходимую для производства белков.

Традиционный способ определения кодирующих белков заключается в поиске таких кодовых комбинаций, но они подходят только для крупных молекул. Но в случае мелких белков этот метод дает большое количество ложных результатов.

Используя новый вычислительный подход, исследователи выполнили сравнительное исследование геномики, выявив более 4000 семейств ранее не идентифицированных белков. Новая информация удивила исследовательскую группу, которая вместо ожидаемых нескольких сотен новых строк генов обнаружила тысячи.

Учёные предложили гипотезу относительно функции некоторых из этих небольших семейств белков на основе их геномного соседства, распространенности в определенных участках человеческого тела и других факторов. Например, некоторые из недавно открытых семейств белков имеют генетическое сходство с белками усиливающими устойчивость к антибиотикам.

Значение нового открытия

Сводка по всем 4539 недавно обнаруженных семейств небольших белков опубликована в журнале Cell. Она является каталогом для будущих изысканий, цель которых понять, каким образом эти новые маленькие белки, открывают дверь потенциальным новым антибиотикам или другим лекарствам для терапевтического использования человеком.
Малые белки могут быстро синтезироваться и использоваться бактериями в качестве биологических тригеров для переключения между функциональными состояниями или для запуска специфических реакций в других клетках. Их легче изучать и манипулировать ими, чем более крупными белками. Новые знания могут облегчить разработку лекарств и стать важной новой областью биологии.