Ученые из Сеченовского Университета совместно с коллегами из других научных центров установили, что гены, регулирующие экспрессию белков, участвующих в многочисленных взаимодействиях, эволюционируют медленнее остальных. Изменения в регуляторной активности этих генов не связаны с количеством взаимодействий. Полученные данные позволят разрабатывать новые методы ранней диагностики и таргетной терапии. Результаты исследования опубликованы… опубликованы в журнале Frontiers in Genetics.
Эволюция генов может проходить по двум путям: изменения в последовательности ДНК, из которой синтезируются белки, и изменения в механизмах, контролирующих активность генов. Первые изменения влияют на свойства, форму и функции самих белков, а вторые — на то, когда и где ген активируется, что сказывается на процессах, в которых участвует белок.
Генетическая эволюция имеет большое значение для биологии, но механизмы, связывающие изменения строения генов с их функциями в сложных молекулярных сетях, недостаточно изучены. Эта проблема особенно актуальна для молекулярных путей, участвующих в развитии онкологических и других системных заболеваний.
Изучая аспекты эволюции генов, исследователи создали модель человеческого интеракрома — полного набора взаимодействий молекул в клетке. Модель, включающая более 600 тысяч молекулярных взаимодействий, позволила команде изучить активность более 4500 генов и 1900 молекулярных путей.
Исследование выявило: у генов, контролирующих вырабатывание белков, участвующих в множестве связей, структурная эволюция замедляется. Эволюция регуляторных же механизмов не связана с числом взаимодействий.
Данные подтверждают гипотезу о том, что белки, выполняющие ключевую роль в биологических процессах, подчиняются более жестким эволюционным ограничениям для сохранения функциональности. Вполне вероятно, структурная эволюция генов определяется их функцией в молекулярных сетях, что открывает новые перспективы для понимания механизмов генетической адаптации, — подчеркнул главный научный сотрудник Института персонализированной онкологии Сеченовского Университета доктор биологических наук Антон Буздин.
Исследование расширяет понимание эволюционных процессов, связывающих структуру и функции генов. Это открывает новые перспективы для диагностики и лечения онкологических заболеваний.
Дальнейшие исследования позволят понять изменения белков на молекулярном уровне, играющих важную роль в развитии рака. Это даст возможность создать инструменты для ранней диагностики опухолей на основе выявления мутаций.
Знания об отношениях между белками и их развитии дают возможность создавать новые лекарства, действующие на конкретные цели, что улучшает точность лечения и снижает побочные действия.
Связь со СМИ осуществляет Отдел по связям с общественностью Сеченовского университета.
Источник фото: ru.123rf.com