Μια νέα μελέτη έφερε στο φως ένα μέχρι σήμερα κρυμμένο στρώμα του ανθρώπινου γονιδιώματος.
Διεθνής ερευνητική ομάδα εντόπισε στοιχεία ότι περισσότερες από 1.700 «σκοτεινές» πρωτεΐνες, βασικά δομικά στοιχεία του οργανισμού, παράγονται από τμήματα του γονιδιώματος που συνήθως δεν θεωρούνται ικανά να διαθέτουν τέτοιο βιολογικό μηχανισμό.
Αυτά τα μικροσκοπικά, πρωτεϊνοειδή μόρια δεν είναι ακριβώς τυπικές πρωτεΐνες. Πολλά είναι τόσο μικρά ή ασυνήθιστα, ώστε οι ερευνητές τα έχουν κατατάξει σε ξεχωριστή κατηγορία.
«Χρησιμοποιώντας νέες τεχνικές, δώσαμε όνομα σε κάτι που εντοπίσαμε, είδαμε ότι είχε δυνατότητες για περαιτέρω έρευνα, το ορίσαμε επίσημα και το κάναμε προσβάσιμο σε άλλους ερευνητές», λέει ο παιδοογκολογος Σεμπάστιαν φαν Χες από το Princess Máxima Center στην Ολλανδία.
Για πολλά χρόνια επικρατούσε η άποψη ότι μόνο ένα μικρό μέρος του DNA μας περιέχει γονίδια που καθοδηγούν την παραγωγή πρωτεϊνών με λειτουργίες σε όλο το σώμα. Το μεγαλύτερο μέρος του γονιδιώματος είχε απορριφθεί ως «junk» DNA, χωρίς ουσιαστικό ρόλο.
Τα τελευταία χρόνια, η επιστημονική κατανόηση για το θέμα αυτό έχει προχωρήσει σημαντικά. Αυτό το μέχρι πρότινος παραγνωρισμένο τοπίο του DNA έχει αποδειχθεί ότι περιέχει μια εκτεταμένη σειρά από «διακόπτες» και μηχανισμούς ελέγχου που δρουν πάνω στα κανονικά γονίδια — κάτι που συχνά αποκαλείται «dark genome».
«Μπαίνουμε σε μια ιδιαίτερα συναρπαστική φάση στη βιολογία», λέει ο γενετιστής Νόρμπερτ Χούμπνερ από το Max Delbrück Center στη Γερμανία.
Η νέα μελέτη προσθέτει στοιχεία ότι το dark genome δεν λειτουργεί μόνο ως ρυθμιστής, αλλά παράγει και ένα «dark proteome» — πρωτεΐνες, αλλά όχι με την κλασική έννοια.
«Γνωρίζουμε ότι η σημερινή εικόνα για τις αναγνωρισμένες πρωτεΐνες δεν αποτυπώνει το πλήρες τοπίο», λέει ο φαν Χες.
«Με αυτή τη μελέτη δείχνουμε ότι χιλιάδες παραγνωρισμένες γενετικές αλληλουχίες συμβάλλουν στο dark proteome παράγοντας μια νέα κατηγορία πρωτεϊνοειδών μορίων, τα microproteins, που μέχρι τώρα είχαν περάσει απαρατήρητα».
Η ανακάλυψη χρειάστηκε μεγάλη προσπάθεια.
Οι ερευνητές ξεκίνησαν από μια λίστα 7.264 περιοχών DNA, γνωστών ως non-canonical open reading frames (ncORFs).
Οι περιοχές αυτές είχαν εντοπιστεί σε προηγούμενη μελέτη ως πιθανώς συνδεδεμένες με την παραγωγή πρωτεϊνών, όμως δεν ήταν σαφές πόσες παρήγαν πράγματι ανιχνεύσιμα μόρια.
Μέσα από εκτενή ανάλυση 3,7 δισεκατομμυρίων δεδομένων που συγκεντρώθηκαν από 95.520 ξεχωριστά πειράματα και χρειάστηκαν, σύμφωνα με την έρευνα, περίπου 20.000 ώρες υπολογιστικής επεξεργασίας, οι επιστήμονες εντόπισαν 1.785 microproteins.
«Ήταν κάτι πολύ ξεχωριστό όταν συνειδητοποιήσαμε: αυτό είναι πραγματικά κάτι νέο!», λέει ο φαν Χες.
Μόνο λίγες από αυτές τις σκοτεινές πρωτεΐνες μοιάζουν πραγματικά με τις συμβατικές. Οι περισσότερες είναι πολύ μικρότερες.
Οι ερευνητές τους έδωσαν νέο όνομα, «peptideins», για να αποτυπώσουν αυτή την αβεβαιότητα, καθώς τα peptides είναι σαν μικρά θραύσματα πρωτεϊνών. Μπορεί να λειτουργούν όπως οι κανονικές πρωτεΐνες, αλλά προς το παρόν δεν είναι σαφές τι κάνουν οι περισσότερες από αυτές.
«Μόλις αρχίζουμε να βλέπουμε τι έχει να προσφέρει αυτό το dark proteome», λέει ο παιδοογκολογος νευρο-ογκολόγος Τζον Πρενσνερ από το University of Michigan.
«Είναι σαν το τρέιλερ μιας ταινίας. Βλέπουμε το περίγραμμα μιας εικόνας που μπορεί να αλλάξει τα δεδομένα στην ανθρώπινη βιολογία».
Μια παλαιότερη εκδοχή της έρευνας είχε παρουσιαστεί το 2024. Από τότε, η ομάδα κατέληξε στον όρο peptidein — microproteins ή dark proteins που ενδέχεται να εξελιχθούν σε πραγματικές πρωτεΐνες — και έχει εντοπίσει ένα συγκεκριμένο peptidein που επιτελεί μια ειδική λειτουργία.
Παράγεται από το OLMALINC, ένα γονίδιο που μέχρι πρότινος θεωρούνταν μη κωδικοποιητικό, και φαίνεται να σχετίζεται με την επιβίωση στον καρκίνο. Όταν οι ερευνητές το απενεργοποίησαν σε εργαστηριακές δοκιμές, τα καρκινικά κύτταρα δυσκολεύτηκαν να αναπτυχθούν.
Αυτό όχι μόνο δείχνει ότι τα peptideins μπορούν να είναι λειτουργικά, όπως οι συνηθισμένες πρωτεΐνες, αλλά υποδηλώνει και ότι μπορεί να αποτελέσουν χρήσιμο στοιχείο για μελλοντικές θεραπείες ασθενειών.
«Είμαστε εξαιρετικά ενθουσιασμένοι ότι τα επόμενα χρόνια θα ανοίξουν νέοι δρόμοι για να βοηθήσουμε στη λύση και τη θεραπεία ανθρώπινων ασθενειών, όπως ο καρκίνος», λέει ο Πρενσνερ.
Αυτό απέχει ακόμη πολύ — χρειάζεται πολύ περισσότερη έρευνα για αυτά τα peptideins — αλλά οι δυνατότητες υπάρχουν. Και φαίνεται πως το DNA μας είναι πολύ πιο δραστήριο και λειτουργικό απ’ ό,τι πιστεύαμε μέχρι σήμερα.
Σχετικό: Το «junk» DNA ίσως κρύβει διακόπτες που επιτρέπουν στο Αλτσχάιμερ να εκδηλωθεί
«Η ανακάλυψη εκατοντάδων peptideins δίνει ορατότητα σε ένα τεράστιο και μέχρι σήμερα παραγνωρισμένο επίπεδο του γονιδιώματος και διευρύνει σημαντικά το γνωστό proteome», λέει ο Χούμπνερ.
«Η κατανόηση του ρόλου τους θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο μελετάμε τις ανθρώπινες ασθένειες, συμπεριλαμβανομένων των καρδιαγγειακών διαταραχών, και να αποκαλύψει εντελώς νέες θεραπευτικές δυνατότητες».
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Nature.
Το παρόν κείμενο δημιουργήθηκε με τη χρήση τεχνητής νοημοσύνης.
