ДНК человека содержит инструкции для строительства около 20 тысяч белков, которые являются мельчайшими деталями биологической машины, поддерживающей функционал нашего тела. Сочетание активных белков в клетке определяет её функции: клетка почки, отвечающая за фильтрацию крови, имеет иной состав функциональных белков, чем, к примеру, клетка мозга.
Учёные уже давно занимаются структурированием своих знаний о белках. Так недавно был составлен полный каталог человеческих протеинов, который позволил расширить понимание генетики и общей биологии тела.
Теперь в рамках проекта Human Protein Atlas учёные из Королевского технологического института в Швеции определили с рекордной точностью функции белков в разных тканях тела. Они рассказали, что такая база данных позволит улучшить медицину и фармацевтику, поскольку информация о белках станет полноценной инструкцией к созданию максимально эффективных и безопасных лекарств.
"В ходе нашей работы мы совершили удивительное открытие. Оказывается, в целом существует очень мало белков, которые составляют различные комбинации в тканях человеческого тела. Почти половина из 20 тысяч генов кодируют белки, которые производятся во всех клетках и тканях организма", — рассказывает ведущий автор исследования профессор Матиас Улен (Mathias Uhlen).
Эти особые белки учёные окрестили протеинами "домашнего хозяйства" ("housekeeping" proteins). Они играют решающую роль в активизации клеток и поддержании их полноценного функционала.
Результаты исследования показали, что 999 белков оказались наиболее активными в ткани мужских яичек, чем где бы то ни было ещё в человеческом теле. Учёные предполагают, что уникальность ткани тестикул объясняется сложностью процесса выработки спермы. Ведь каждый сперматозоид должен иметь вдвое более короткую ДНК, чем все остальные клетки тела.
Также выяснилось, что в коре головного мозга человека содержится 318 активных белков, в печени — 172, а гладкие мышцы вообще таковых не имели.
"Если вы планируете изучать неврологические расстройства, к примеру, дегенеративные заболевания вроде болезни Альцгеймера, то вам просто необходимо знать, какие белки функционируют в клетках мозга", — добавляет Улен.
По его словам, в организме существует около 600 белков, которые являются мишенями для всех фармацевтических препаратов. Изучение этих биологических единиц позволяет определить местонахождение белка-цели и тем самым понять, какими могут быть побочные эффекты от лекарственного препарата.
Все эти открытия были сделаны в ходе особого опыта. Для проведения фундаментального эксперимента исследователи использовали антитела, которые были модифицированы таким образом, чтобы они прикреплялись к различным белкам. Учёные затем собрали образцы 32 видов ткани, которые представляли все основные органы и ткани в организме, и подвергли их воздействию антител. Это было сделано, для того чтобы увидеть, какие белки являются активными — именно к ним "прилипали" антитела.
Улен и его коллеги планируют продолжать свою работу над картографированием белков человеческого тела. В конечном итоге они хотят создать своеобразный "атлас патологий", которые наглядно демонстрировал бы процессы, которые протекают нездоровым образом во время болезни. Это будет максимально полезным в том случае, если речь идёт об изучении заболеваний, связанных с активностью белков.
