MEĐUNARODNI tim znanstvenika otkrio je u ljudskim stanicama više od 1700 dosad nepoznatih "tamnih" proteina. Ovi sićušni gradivni blokovi tijela nastaju iz dijelova genoma za koje se dosad smatralo da nemaju takvu funkciju, čime se otvara potpuno novo poglavlje u razumijevanju ljudske biologije, piše ScienceAlert.

Novootkrivene molekule nisu tipični proteini. Mnoge su toliko malene ili neobične da su im istraživači morali dodijeliti vlastitu kategoriju. "Novim smo tehnikama dali ime onome što smo otkrili. Vidjeli smo potencijal za daljnja istraživanja pa smo sve formalno definirali i učinili dostupnim ostalim znanstvenicima", pojašnjava dječji onkolog Sebastiaan van Heesch iz Centra Princess Máxima u Nizozemskoj.

Tamni genom i tamni proteom

Dugo se vjerovalo da samo mali dio naše DNK sadrži gene koji upravljaju proizvodnjom proteina, dok je golema većina genoma bila odbačena kao "otpadna" DNK bez stvarne uloge. Posljednjih godina znanstveno se razumijevanje znatno produbilo. Otkriveno je da taj zanemareni krajolik DNK sadrži širok spektar prekidača i kontrola koje djeluju na regularne gene, što se ponekad naziva "tamnim genomom".

"Ulazimo u posebno uzbudljivu fazu u biologiji", ističe genetičar Norbert Hübner iz Centra Max Delbrück u Njemačkoj. Najnovije istraživanje pruža dokaze da tamni genom ne djeluje samo kao regulator, već i stvara vlastiti "tamni proteom" - proteine koji ne odgovaraju konvencionalnoj definiciji.

"Znamo da trenutni popis poznatih proteina ne daje potpunu sliku", kaže van Heesch. "Ovim istraživanjem pokazujemo da tisuće zanemarenih genetskih sekvenci pridonose tamnom proteomu, proizvodeći novu klasu molekula sličnih proteinima, takozvanih mikroproteina, koji su nam dosad promicali."

Mukotrpan proces otkrića

Do otkrića se došlo uz golem trud. Istraživači su krenuli s popisom od 7264 kandidatske regije DNK, poznate kao nekanonski otvoreni okviri čitanja (ncORF). Prethodna istraživanja naznačila su da bi te regije mogle biti povezane s izgradnjom proteina, no nije bilo jasno koliko ih zaista proizvodi molekule koje se mogu detektirati.

Detaljnom analizom 3.7 milijardi podataka prikupljenih iz 95.520 zasebnih eksperimenata, za čiju je obradu bilo potrebno oko 20.000 sati računalnog vremena, tim je identificirao 1785 mikroproteina. "Bio je to poseban trenutak kad smo shvatili: ovo je zaista nešto novo!", prisjeća se van Heesch.

Upoznajte "peptidine"

Samo manji broj ovih tamnih proteina nalikuje konvencionalnima; mnogi su znatno manji. Istraživači su im stoga dali novo ime, "peptidini", kako bi istaknuli njihovu specifičnost. Iako mogu funkcionirati kao standardni proteini, trenutno nije jasno što većina njih zapravo radi.

"Tek počinjemo shvaćati što ovaj tamni proteom nudi", kaže John Prensner, dječji neuroonkolog sa Sveučilišta u Michiganu. "Ovo je poput najave za film. Naziremo obrise nečega što bi moglo iz temelja promijeniti pogled na ljudsku biologiju."

Povezanost s rakom

Ranija verzija ovog istraživanja objavljena je 2024. godine. Otad je tim usvojio termin peptidin i identificirao jedan specifičan peptidin s konkretnom funkcijom. Taj tamni protein, proizveden iz gena OLMALINC za koji se ranije smatralo da nije kodirajući, čini se povezanim s preživljavanjem stanica raka. Kada su ga istraživači deaktivirali u laboratorijskim uvjetima, stanice raka teško su se razvijale.

To ne samo da pokazuje da peptidini mogu biti funkcionalni poput regularnih proteina, već i upućuje na to da bi mogli postati korisna komponenta budućih terapija. "Iznimno smo uzbuđeni što će nadolazeće godine otvoriti nova vrata za rješavanje i liječenje ljudskih bolesti poput raka", navodi Prensner.

Nove mogućnosti za liječenje bolesti

Do primjene u liječenju još je dug put jer je potrebno provesti mnogo više istraživanja o peptidima, no potencijal je golem. Čini se da je naša DNK mnogo aktivnija i funkcionalnija nego što se prije mislilo.

"Otkriće stotina peptidina čini vidljivim ogroman i ranije zanemaren sloj genoma te značajno proširuje poznati proteom", zaključuje Hübner. "Razumijevanje njihovih uloga moglo bi preobraziti način na koji proučavamo ljudske bolesti, uključujući kardiovaskularne poremećaje, te otkriti potpuno nove terapijske mogućnosti."

Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature.