Ученые из Гарвардской Медицинской Школы (Harvard Medical School, США) создали карту взаимодействий нескольких тысяч клеточных белков в организме плодовой мушки Drosophila melanogaster. Созданная карта – самая полномасштабная и детализированная из всех подобных карт, когда-либо разработанных для многоклеточных организмов. Она наглядно демонстрирует взаимодействие друг с другом около 5 тыс. белков дрозофилы, что составляет приблизительно одну треть всех белков в организме насекомого. Результаты исследования были опубликованы в журнале Cell.
«Наша исследовательская группа потратила более 10 лет на выявление точных механизмов взаимодействия белков. Карта еще полностью не закончена, но в ней уже описано множество взаимосвязей между белками, которые до выполнения этого исследования не были известны биологам. Для меня и, надеюсь, других ученых, исследующих белковые взаимодействия, эта карта является воплощением мечты в реальность», - говорит руководитель исследования Спирос Артаванис-Тсаконас (Spyros Artavanis-Tsakonas), профессор в области клеточной биологии из Гарвардской Медицинской Школы.
Если гены можно сравнить с информационным хранилищем клетки, содержащим необходимые для ее жизнедеятельности инструкции, то белки представляют собой ее рабочую силу. Постоянно взаимодействующие между собой белки осуществляют передачу сигналов, обеспечивая нормальное функционирование клетки и поддержание ее внутреннего гомеостаза.
Выживание организмов всех видов происходит за счет универсальных механизмов. С этой точки зрения карта взаимодействия белков у дрозофилы представляет собой полезное руководство, описывающее функционирование клеточных белков, схожее с таковым высших организмов.
«Нам известны функции приблизительно одной трети клеточных белков в организме дрозофилы, о функциях второй трети белков ученые только догадываются, а
о роли оставшейся трети до сих пор ничего не известно. Теперь, используя карту межбелковых взаимодействий, мы сможем установить неизвестные функции белков, что позволит нам изучить механизмы функционирования клетки», - уверяет профессор Артаванис-Тсаконас.
Созданную учеными карту можно использовать для изучения клеточных реакций в ответ на изменение метаболических условий, например, при взаимодействии клетки с лекарственными препаратами. Эти сведения помогут разработать множество новых препаратов,
а также получить более глубокие представления о механизмах, лежащих в основе развития таких заболеваний, как рак.
«Чтобы понять механизм работы белка, нужно знать, с какими белками он взаимодействует, после чего можно установить, как нарушается это взаимодействие в организме больного», - говорит ученый.
Основная часть результатов исследования была получена с помощью относительно недавно применяемого в биологии метода под названием масс-спектрометрия. Данный метод был разработан физиками для анализа массы атомных частиц. Но в последние годы масс-спектрометрия стала активно применяться в фундаментальных биологических исследованиях, например, для изучения небольшой группы родственных белков в модельных организмах – бактериях или дрожжах. Метод масс-спектрометрии позволяет измерить точный вес (массу) объекта и тем самым идентифицировать каждый отдельный белок в исследуемом образце.
Несмотря на большое количество данных, известных о дрозофилах и их генетическом фонде, многое о функциях тысяч белков в их организме остается не выясненным. Разработанная карта поможет ученым установить предположительную роль каждого белка в клетке,
а также получить важные сведения о развитии организма.
