Читайте: Россиян ждут важные изменения с 1 октября: вступают в силу новые ограничения
Для создания крупнейшего атласа микробелков ученые исследовали дорсолатеральную префронтальную кору людей с болезнью Альцгеймера и участников контрольной группы, не страдавших этим заболеванием. Всего были проанализированы 608 посмертных образцов. Специалисты объединили масс-спектрометрию, секвенирование РНК и другие современные методы, поскольку стандартные способы исследования плохо подходят для обнаружения столь небольших молекул.
В результате удалось идентифицировать 4321 микробелок, размер которых составляет менее 150 аминокислот. Более трех тысяч из обнаруженных молекул прежде отсутствовали в UniProtKB/Swiss-Prot. Модель глубокого обучения дополнительно подтвердила высокую надежность обнаружения 1067 микробелков. Полученные данные исследователи разместили в открытом доступе, чтобы их могли использовать другие лаборатории.
Микробелки долгое время относили к своеобразной «темной материи генома». Часть таких молекул считывается с участков ДНК, которые прежде считались «мусорными» и неспособными производить белки. Другие образуются с тех же генов, которые кодируют более крупные белковые соединения. Из-за этих особенностей традиционные методы анализа РНК и масс-спектрометрии в течение длительного времени не позволяли выявлять их при исследованиях.
Более подробное изучение 480 образцов показало существенные различия в уровне экспрессии 121 микробелка при болезни Альцгеймера. Особое внимание ученые уделили молекуле длиной 63 аминокислоты, содержание которой при заболевании значительно снижалось. Она кодируется тем же геном, что и крупный белок из 570 аминокислот, однако сам крупный белок в исследованных тканях мозга обнаружен не был.
Микробелок из 63 аминокислот оказался активен в митохондриях микроглии — ключевых иммунных клеток мозга. Экспериментальное удаление соответствующего гена нарушало работу митохондрий и уменьшало потребление кислорода микроглией. Эти результаты показали, что обнаруженная молекула выполняет важную функцию в регулировании клеточной энергетики.
Соавтор работы, нейробиолог Брендан Миллер из Института биологических исследований Солка, отметил, что при болезни Альцгеймера часть патологических процессов связана с белками, которые теряют правильную форму или накапливаются и вызывают токсический ответ. Поэтому исследователи считают важным изучить полный набор белков, включая ранее малоизученные микробелки. Полученные данные дают возможность продолжить исследование их роли в старении и нейродегенеративных процессах.
Читайте также: