U našim zapisima o ljudskom genomu možda još uvek nedostaju desetine hiljada „tamnih“ gena. Ove sekvence genetskog materijala koje je teško otkriti mogu kodirati male proteine, od kojih su neki uključeni u procese bolesti poput raka i imunologije, potvrdio je globalni konzorcijum istraživača.
Oni mogu da objasne zašto su prethodne procene veličine našeg genoma bile mnogo veće od onoga što je projekat humanog genoma otkrio pre 20 godina.
Nova međunarodna studija, koja još uvek čeka recenziju od strane kolega, pokazuje da je naša biblioteka ljudskih gena u velikoj meri u toku, jer se suptilnije genetske karakteristike dobijaju sa napretkom tehnologije, i dok kontinuirano istraživanje otkriva praznine i greške u zapisu .
Ovi zanemareni geni su se skrivali u regionima naše DNK za koje se smatra da ne kodiraju proteine. Ovi regioni su nekada bili odbačeni kao „smeća DNK“, ali se ispostavilo da se mali delovi ovih sekvenci još uvek koriste kao uputstva za mini-proteine.
Proteomičar Instituta za sistemsku biologiju Erik Dojč i njegove kolege pronašli su veliki keš podataka pretragom genetskih podataka iz 95.520 eksperimenata za fragmente sekvence koja kodira proteine. Ovo uključuje studije koje koriste masenu spektrometriju za istraživanje malih proteina, kao i kataloge proteinskih isječaka koje je otkrio naš sopstveni imuni sistem.
Umesto dugih, dobro poznatih kodova koji iniciraju čitanje DNK instrukcija za stvaranje proteina, što ukazuje na početnu tačku gena, ovim „tamnim“ genima prethode kraće verzije koje su omogućile da ih naučnici previde.
Uprkos ovim nedostajućim delovima u njihovim početnim sekvencama, geni nekanonskog otvorenog okvira čitanja (ncORF) se i dalje koriste kao šablon za stvaranje RNK, a neki od njih se zatim koriste za pravljenje malih proteina sa samo nekoliko aminokiselina. Prethodne studije su pokazale da ćelije raka sadrže stotine tako sitnih proteina.
„Verujemo da je identifikacija ovih novopotvrđenih ncORF proteina izuzetno važna“, piše tim u svom radu. „Njihovi proteini… mogu imati direktnu biomedicinsku važnost, što se manifestuje u rastućem interesovanju za ciljanje takvih kriptičnih peptida sa imunoterapijom raka, uključujući ćelijske terapije i terapeutske vakcine.
Neki od gena koji kodiraju ove kriptične peptide su transpozoni koji se kreću po našim genomima, uključujući sekvence koje su u nas ubacili virusi.
Drugi su ono što istraživači nazivaju aberantnim. Na primer, neki od proteina za koje se zna da postoje iz dokaza masene spektrometrije su ikada bili locirani samo u uzorcima raka, tako da njihovi povezani geni možda prirodno ne pripadaju našim telima.
„Dakle, ostaje moguće da određeni ncORF peptidi odražavaju aberantne proteine čije postojanje se smatra van konteksta sa kanonskim proteomom“, objašnjavaju Dojč i tim.
Od 7.264 seta ovih nekanonskih gena identifikovanih, istraživači su otkrili da najmanje četvrtina njih može da stvori proteine. Ovo je iznosilo najmanje 3.000 novih gena za kodiranje peptida koje treba dodati ljudskom genomu, a tim sumnja da ih ima još desetine hiljada, a svi su propušteni prethodnim proteomskim tehnikama.
„Ne dešava se svaki dan da otvorite istraživački pravac i kažete: ‘Možda imamo potpuno novu klasu meta lekova za pacijente'“, rekao je neuroonkolog sa Univerziteta u Mičigenu Džon Prensner za Elizabet Penisi za Science.
Alati koje je tim razvio pomoći će drugim istraživačima da nastave da otkrivaju više ove tamne genetske materije.
