Используя новый инновационный метод, ученые из Медицинской школы Duke-NUS и их сотрудники идентифицировали тысячи ранее неизвестных последовательностей ДНК в геноме человека, которые кодируют микропротеины и пептиды, потенциально важные для здоровья и болезней человека.

«Многое из того, что мы знаем об известных 2% генома, которые кодируют белки, получено в результате поиска длинных цепочек нуклеотидных последовательностей, кодирующих белок, или длинных открытых рамок считывания», — объяснила вычислительный биолог доктор Соня Чотани, научный сотрудник Программа Duke-NUS по сердечно-сосудистым и метаболическим расстройствам (CVMD) и первый автор исследования. «Однако недавно ученые обнаружили небольшие открытые рамки считывания (smORF), которые также могут транслироваться с РНК на небольшие пептиды, играющие роль в репарации ДНК, формировании мышц и генетической регуляции».

Ученые пытались идентифицировать smORF и небольшие пептиды, которые они кодируют, поскольку нарушение этих smORF может вызвать заболевание. Однако доступные в настоящее время подходы очень ограничены.

«Большая часть текущих наборов данных не предоставляет достаточно подробной информации для идентификации smORF в РНК», — добавил д-р Чотани. «Большинство также исходит из анализа иммортализованных человеческих клеток , которые размножаются — иногда в течение десятилетий — для изучения клеточной физиологии, функций и болезней. Однако эти клеточные линии не всегда точно отражают физиологию человека».

В публикации для Molecular Cell Чотани и ее коллеги из Сингапура, Германии, Великобритании и Австралии описывают методологию, разработанную ими для решения этих проблем. Они проверили доступные в настоящее время наборы данных профилирования рибосом для коротких цепей РНК с периодическими участками из трех оснований, покрывающих более 60% длины РНК. Затем они провели собственное секвенирование РНК и профилирование рибосом, чтобы создать комбинированный ресурс данных шести типов клеток и пяти типов тканей, например, из сердца и мозга, полученных от сотен пациентов.

Анализ этих данных идентифицировал около 8000 smORF. Интересно, что они были высокоспецифичны к тканям, в которых были обнаружены, а это означает, что эти smORF могут выполнять функцию, специфичную для их окружения. Команда также идентифицировала 603 микропротеина, кодируемых некоторыми из этих smORF.

«Геном усеян smORF», — сказал доцент Оуэн Рэкхем, старший автор исследования из программы CVMD. «Наша всеобъемлющая и пространственно разрешенная карта человеческих smORF подчеркивает упущенные из виду функциональные компоненты генома, определяет новых игроков в области здоровья и болезней и предоставляет научному сообществу ресурс в качестве платформы для ускорения открытий».

Профессор Патрик Кейси, старший заместитель декана по исследованиям Duke-NUS, сказал: «Поскольку система здравоохранения развивается, чтобы не только лечить болезни, но и предотвращать их, определение потенциальных новых целей для исследований болезней и разработки лекарств может открыть возможности для новых решений. Это исследование доктора Чотани и ее команды, опубликованное в качестве ресурса для научного сообщества, дает важные сведения в этой области».