Геном представляет собой всю ДНК организма, включающую все его гены — те, которые содержат основные инструкции по созданию белков. Белки играют центральную роль в наших клетках, обеспечивая большинство жизненно важных функций. Если взять в качестве примера геном человека, то он содержит впечатляющую коллекцию из 20-25 тыс. генов, каждый из которых кодирует определенный белок.
Однако многие из этих белков остаются в тени, их роль и сущность до сих пор остаются загадочными для ученых. Столкнувшись с этой огромной неисследованной генетической территорией, была создана система Unknome, которая открывает путь к новым открытиям белков. База данных и исследование ее последствий подробно описаны в журнале .
Что такое Unknome?
Созданная путем слияния терминов «Unknown» и «Genome», Unknome представляет собой инновационную базу данных генов человеческих белков, которые, несмотря на их присутствие в нашей ДНК, остаются в значительной степени неизвестными. В нее также включены белки модельных организмов — ключевых игроков биологии, которые позволяют получить представление о потенциальных функциях человеческих белков.
Перечисленные данные классифицируются в соответствии с баллом знаний. Каждому гену белка присваивается определенный балл. Этот балл служит барометром текущего понимания белка научным сообществом на основе данных предыдущих исследований. Критерии оценки учитывают роль белка в организме, его сохранность у разных видов, расположение в клетке и другие важные факторы.
Используя эту строгую методику, система Unknome выявила большое количество белков, чья оценка знаний близка к нулю. Гены этих белков, хотя и присутствуют в нашем геноме, остаются неизведанной территорией, требующей дальнейших исследований.
Оценка Unknome
Чтобы измерить актуальность и полезность базы данных Unknome, исследователи провели эксперимент. Они выбрали 260 человеческих генов, которые имели аналоги у мух, известных союзников в биологических исследованиях. Эти гены с оценкой знания 1 или меньше в Unknome в значительной степени представляют собой загадку для науки как у людей, так и у мух.
В эксперименте использовались два ключевых метода: нокаут и нокдаун. Нокаут предполагает полную деактивацию гена с целью наблюдения за его влиянием на организм. Если ген жизненно важен, его отключение может привести к фатальным последствиям. Нокаут, напротив, просто снижает активность гена, не отключая его полностью, что позволяет проанализировать последствия снижения его функции. Такое снижение может быть применено ко всему организму или направлено на определенные ткани.
Результаты: большое количество мух не выживало после полной деактивации некоторых генов, что подчеркивает их важную роль. Более того, модулируя активность этих генов, исследователи смогли выявить их влияние на основные биологические функции, начиная от фертильности и заканчивая устойчивостью к стрессу.
Такой подход подтвердил неоценимую ценность Unknome. Сфокусировав внимание на ранее игнорируемых генах, эксперимент выявил их важнейшее значение в жизненно важных процессах, что позволило укрепить аргументы в пользу дальнейшего изучения этих «генов, ожидающих своего часа».