Тысячи неизвестных генов нашли в «чёрном протеоме» человека

Когда двадцать лет назад учёные впервые расшифровали геном человека, их ждал большой сюрприз. Вместо ожидаемых ста тысяч генов нашлось всего около двадцати тысяч. Куда подевались остальные? Ответ, похоже, крылся в том, что мы просто не туда смотрели. Новое международное исследование заглянуло в так называемый «чёрный протеом» и обнаружило там тысячи крошечных генов, которые до сих пор оставались незамеченными.

Чтобы понять открытие, нужно вспомнить школьный курс биологии. Ген — это последовательность ДНК, которая содержит инструкцию для сборки белка. Эту инструкцию учёные называют «открытой рамкой считывания» (ORF). Долгие годы считалось, что настоящий ген должен кодировать белок длиной не меньше ста аминокислот. Всё, что короче, считалось мусором, ошибкой природы.

Но технологии не стоят на месте. Методы вроде Ribo-seq позволяют теперь увидеть, что рибосомы — клеточные «фабрики» по производству белка — активно трудятся и на коротких последовательностях. И производят они не мусор, а вполне реальные микропротеины.

Консорциум из двадцати международных институтов проанализировал данные почти ста тысяч экспериментов. И нашёл 7 264 коротких генов (ncORF), которые транскрибируются в РНК. А четверть из них ещё и взаимодействуют с рибосомами, то есть реально работают. По самым скромным оценкам, это даёт не меньше трёх тысяч новых пептидов, о существовании которых мы раньше даже не подозревали.

Почему это важно? Да потому что эти микропротеины могут играть ключевую роль в биологии человека. Например, нейроонколог Джон Пренснер из Мичигана уже показал, что раковые клетки содержат сотни таких микропротеинов. А биолог Себастьян Ван Хиш нашёл их в тканях сердца. Значит, они могут быть замешаны в развитии болезней, включая рак.

Представьте, что мы двадцать лет искали преступника в тёмной комнате, освещая только центр, а он всё это время прятался в углах. Теперь у нас есть фонарик, который светит во все стороны. Авторы работы уже выложили свои наработки в открытые базы GENCODE и PeptideAtlas, чтобы другие учёные могли пользоваться новыми инструментами.

Так что, возможно, мы стоим на пороге новой биологии. Биологии, где «мусорная» ДНК окажется вовсе не мусором, а кладезем неизведанных механизмов, управляющих нашей жизнью и смертью.