Около 1 700 неизвестных белков нашли в «мусорной» ДНК — и уже сделали из них вакцину от рака
iXBT.com ·
Международный консорциум TransCODE, объединивший более 60 исследователей, опубликовал сводный анализ более 7 000 участков генома, которые ранее относили к «мусорной ДНК» и не рассматривали как кодирующие.
Международный консорциум TransCODE, объединивший более 60 исследователей, опубликовал сводный анализ более 7 000 участков генома, которые ранее относили к «мусорной ДНК» и не рассматривали как кодирующие.
Примерно четверть из них — около 1 700 — производят короткие молекулы, получившие название «пептидины». В отличие от классических белков, содержащих сотни и тысячи аминокислот, пептидины состоят всего из нескольких десятков звеньев, а кодирующие их гены часто прячутся внутри других, более крупных генов — одна последовательность ДНК выдаёт два совершенно разных продукта.
Обнаружить скрытый слой помогло рибосомное профилирование — метод, фиксирующий, в каких именно точках генома работают молекулярные машины по сборке белка. Он показал, что рибосомы читают тысячи неаннотированных участков, и открытие гуманина в 2001 году — пептида длиной в 24 аминокислоты, защищающего клетки от стресса, оказалось первым задокументированным случаем из обширного класса молекул.
Это открытие позволило сконструировать вакцину. Клинический выход обнаружился в онкологии. Раковые клетки содержат множество пептидинов, отсутствующих в здоровых тканях, а главное — зависят от них: блокировка соответствующих участков «тёмной ДНК» останавливает рост клеток рака груди, простаты, кишечника и мозга. Фрагменты этих молекул выставляются на поверхность клетки белками HLA-комплекса, что делает их доступными мишенями для иммунной системы.
На этом принципе построена вакцина против саркомы Юинга — редкой и агрессивной опухоли костей, ежегодно диагностируемой примерно у 600 молодых людей в Европе. Себастиан ван Хееш (Sebastiaan van Heesch) из Центра детской онкологии имени принцессы Максимы в Утрехте упаковал в один препарат сразу несколько пептидиновых фрагментов, характерных для клеток саркомы. «Молекулы настолько малы, что мы смогли вместить много мишеней в одну вакцину», — пояснил он. Финансируемые программой Fight Kids Cancer испытания с участием до 45 пациентов идут в Институте Кюри в Париже и Гейдельбергском университете.
Параллельно пептидины ставят фундаментальный вопрос об эволюции. Большинство человеческих белков имеют близкие аналоги у других видов, однако ван Хееш, сравнив сердечную ткань человека, крысы и мыши, обнаружил «совершенно разный ландшафт этих молекул». Это значит, что эволюция на молекулярном уровне динамичнее, чем считалось: пептидины могут быть мимолётными экспериментами, не закрепляющимися в потомстве, либо заготовками будущих полноценных белков.