Mikroprotein viktigt för att upprätthålla mänsklig cellhälsa


Mikroprotein viktigt för att upprätthålla mänsklig cellhälsa

För att upptäcka den viktiga hushållsrollen som en tidigare förbisett liten protein spelar i celler framhäver forskare att även om så kallade mikroproteiner kan vara små, kan de få stor inverkan på mänsklig biologi.

Denna bild av humana njurceller visar NoBody (grön), P-kroppsmarkörer (röd), cellkärnor (blå) och NoBody som interagerar med P-kroppar (gul).

Bildkrediter: MIT / Yale University

Forskare från Yale University i New Haven, CT och Salk Institute i La Jolla, Kalifornien, beskriver hur de hittade sitt nya mikroprotein - vilket de heter NoBody (icke-antecknad P-kropps dissocierande polypeptid) - tillsammans med hundratals andra i journalen Natur Kemisk Biologi .

Medarbetare Sarah Slavoff - biträdande professor i kemi och molekylär biofysik och biokemi vid Yale - säger att deras resultat tyder på att mikroproteiner som NoBody verkar spela en roll i många biologiska processer, såväl som sjukdom. Till exempel innehåller många neurologiska sjukdomar grupperingar av proteiner.

Proteiner är arbetshästarna i cellen. Deras genetiska ritningar kodas i DNA och övervakas lydigt till cellens proteinproducerande maskiner genom molekyler som kallas messenger RNA-dubbed mRNA.

Sedan fullbordandet av Human Genome Project 2003 - där forskare sekventerade och kartlade alla gener för byggnad Homo sapiens - Vi har lärt oss mycket om proteiner, deras associerade gener och RNA-mekanismerna som översätter dem.

Traditionell sekvensering lämnar blinda fläckar i genomet

En viktig kontrollmekanism för cellhälsa är att undvika att göra för mycket av ett protein. Forskare har upptäckt att ett sätt som detta regleras är genom tidsriktig återvinning av mRNA; Det stoppar proteinsyntesen.

Den nya studien visar att det tidigare okända proteinet NoBody spelar en nyckelroll vid återvinning av mRNA.

Sofistikerade verktyg har uppstått för att förfina och påskynda sekvensering och kartläggning av humana gener, till och med för att kunna skanna hela genomet av IVF-embryon för sjukdomsmutationer.

Den mönstringssökande mjukvara som de nu traditionella genomiska verktygen bygger på är dock inte alltid tillräckligt bra för att hitta vad som kan gömma sig i vanlig syn - som små proteiner med viktiga jobb. Prof. Alan Saghatelian, Salk professor och en av de ledande författarna till det nya papperet, förklarar:

"Trots hur mycket vi vet om det mänskliga genomet, finns det fortfarande blinda fläckar i genomsökningsalgoritmerna. Du kan sekvensera hela mänskliga genomet och vet aldrig ett protein, som det här, var där för att det är för kort och faller under det vanliga Längdskrav för gentilldelningsalgoritmer."

Forskare utvecklade ny mikroproteindetektering strategi

Genom att kombinera genomisk sekvensering och vätskekromatografi-masspektroskopi proteomik utvecklade forskarna en ny mikroproteindetekteringsstrategi för att leta efter små proteiner som konventionell genom-sekvensering skulle förbise.

De tog innehållet i celler från en allmänt studerad myeloid leukemicellinje och avlägsnade de större proteinerna. Med hjälp av den nya strategin bestämde de aminosyrasekvenserna för varje protein som lämnades.

För att ta reda på vilka gener som kodade för dessa proteiner, utvecklade laget en beräkningsmetod för att skapa en databas innehållande alla möjliga mikroprotein från alla en myeloid cellens mRNA - som de sekvenserade genom genomiksteknik.

Forskarna använde sedan den anpassade databasen för att söka sina nya proteinsekvenser för matchningar till reella proteiner och hittade över 400 nya mikroproteiner, inklusive NoBody.

När de studerade NoBody närmare fann forskarna att det interagerar med proteiner som hjälper till att reglera återvinningen av mRNA vid punkter i celler som kallas P-kroppsgranuler. Kluster av mRNA och proteiner som utför det första steget i att bryta ner mRNA ackumuleras vid dessa punkter.

De föreslår att förändringar i NoBody-nivåer inuti celler kan störa RNA-återvinning, vilket är en viktig cellåtervinningsprocess. Upptäckten kan leda till nya behandlingar som riktar sig mot RNA-dysfunktion.

"Upptäckten av NoBody och dess funktion vid återvinning av mRNA tyder på att åtminstone några av de hundratals andra mikroproteiner som vi funnit också kan vara funktionella, vilket är ett spännande förslag, säger prof. Saghatelian.

Den bredaste betydelsen av detta arbete är att även i en väl studerad biologisk process har ett mikroprotein varit där under våra näsor, oupptäckt, hela tiden."

Prof. Sarah Slavoff

Lär dig hur forskare upptäckte den nyckelroll som en molekyl spelar för att stoppa cellerna blir cancerösa.

1600 Pennsylvania Avenue / Colloquy 4: The Joe Miller Joke Book / Report on the We-Uns (Video Medicinsk Och Professionell 2019).

Avsnitt Frågor På Medicin: Medicinsk praktik