Ученые из Кембриджского университета разработали атлас белков, описывающий их поведение внутри человеческих клеток. Этот инструмент может быть использован для поиска истоков заболеваний, связанных с неправильным поведением белков, таких как слабоумие и многие виды рака.
Атлас, опубликованный в журнале Nature Communications, позволил ученым найти новые белки внутри клеток, которые отвечают за целый ряд важных функций организма. Команда сосредоточилась на каплевидной части клетки, называемой конденсатом, которая является местом встречи и организации белков. Эти центры также являются ключевыми местами, где начинаются процессы заболевания.
«Эта модель позволила нам обнаружить новые компоненты в безмембранных компартментах в биологии, а также открыть новые принципы, лежащие в основе их функционирования», – говорит профессор Туомас Ноулз, возглавивший это исследование.
Клетки состоят из тщательно организованных молекул, и один из методов, с помощью которого они организуют себя, – это встреча внутри конденсата. Он микроскопический и находится внутри клетки. Конденсат является частью важнейшего механизма, обеспечивающего работу живых клеток.
«До сих пор у нас не было полной карты того, какие белки объединяются в конденсаты, в нашей работе мы создали первый такой атлас», – говорит Ноулз. Правила, управляющие белками внутри клеток, до конца не изучены, поэтому команда решила создать атлас, чтобы предсказать, какие белки встречаются в конденсатах.
Исследователи использовали базы данных, такие как StringDB и BioGRID, которые содержат данные о многих аспектах клеток, а также более глубокие тематические исследования отдельных конденсатов.
Возможности искусственного интеллекта позволяют ученым объединять эти данные, несмотря на то, что информация сложна, обширна и трудно сопоставима. Если в предыдущих работах основное внимание уделялось нескольким белкам, то атлас позволяет охарактеризовать весь ландшафт клетки.
«С помощью этого атласа мы можем делать прогнозы относительно каждого отдельного белка в клетке, где именно он будет обнаружен и с какими белками взаимодействует. Мы надеемся, что это откроет перед учеными новые возможности для вмешательства в болезни, связанные с неправильным образованием конденсата», – комментируют специалисты.
«Мы обнаружили белки в конденсатах, которые никогда не встречались там ранее. Они участвуют в важных функциях организма, таких как распределение жира, создание актина внутри клеток и новых белков. Мы надеемся, что эти данные позволят сделать новые открытия о биологической роли конденсатов, а также о биофизических факторах, лежащих в основе образования конденсатов», – заключили ученые.
[Фото: Andrew Seeber / The University of Cambridge]