Человеческое тело изучалось веками, но есть еще загадки, которые еще предстоит раскрыть. Например, было обнаружено, что в организме живут триллионы бактерий, полезных для здоровья. В настоящее время исследования направлены на изучение микробиома человека и его влияния на здоровье и благополучие.

Микробиом человека производит тысячи маленьких, ранее неопознанных белков, проливая свет на здоровье человека и может проложить путь для разработки лекарств в будущем.

Команда исследователей из Стэнфордского университета закладывает основу для микробиома человека для дальнейшего изучения того, как триллионы бактерий, грибов и архей, найденных в организме, конкурируют друг с другом за питательные вещества, ресурсы, атаки и сосуществуют друг с другом. .

Новые результаты, которые опубликованы в журнале Cell раскрывают больше об очень разнообразных видах человеческой флоры, позволяя сформулировать новые методы лечения, которые могут потенциально вылечить болезни, даже те, которые считаются неизлечимыми.

Потенциал крошечных мессенджеров белков

Исследователи стремятся идентифицировать и исследовать небольшие белки-мессенджеры, используемые микробами, живущими в людях. Они обнаружили, что действительно существует поразительное разнообразие человеческой флоры с более чем 4000 семействами молекул, большинство из которых еще не были описаны или обнаружены.

«Поскольку поиск последовательностей, кодирующих малые белки, гораздо сложнее, чем траление больших белков, наше понимание малых белков, экспрессируемых микробными сообществами, всегда отсутствовало», Никос Кирпидес, старший научный сотрудник лаборатории Беркли. и соавтор исследования, сказал.

Он добавил, что крошечные белки, состоящие из 50 или менее аминокислот, которые могут проходить через клеточные мембраны и клеточные стенки, выполняют различные жизненно важные задачи для организма, опосредуя взаимодействия организма и окружающей среды. Фактически, благодаря своим небольшим размерам, они могут легко складываться в уникальные формы, которые представляют собой ранее неизвестные биологические строительные блоки.

Функции белков-мессенджеров, а так как ими легче манипулировать и синтезировать, чем более крупными молекулами, делают эти крошечные белки хорошими мишенями и источниками новых методов лечения и лекарств. Кроме того, если ученые могут манипулировать и воссоздавать формы крошечных белков, эти молекулы могут открыть двери в передовой разработке и открытии нового лекарства.

Высокообильные мелкие белки выполняют разнообразные функции

«Крайне важно понимать связь между клетками человека и микробиомом», – говорит доктор Ами Бхатт, доцент кафедры медицины и генетики и старший научный сотрудник.

«Как они общаются? Как штаммы бактерий защищают себя от других штаммов? Эти функции, вероятно, обнаруживаются в очень маленьких белках, которые могут быть более секретными, чем более крупные белки, секретируемые вне клетки », – добавила она.

Однако, поскольку белки очень крошечные, было сложно исследовать их с использованием обычных методов.

«Мы с большей вероятностью допустили ошибку, чем правильно угадывали, пытаясь предсказать, какие последовательности бактериальной ДНК содержат эти очень маленькие гены. Так что до сих пор мы систематически игнорировали их существование. Это было явное слепое пятно », – добавила она.

В исследовании ученые систематически идентифицировали мелкие белки, выполняя сравнительное исследование геномики на 1773 связанных с человеком метагеномах из четырех различных положений тела. Они нашли более 4000 сохраненных семей, большинство из которых являются новыми и ранее не обнаруженными.

Более 30 процентов семейств белков предположительно были секретированы или трансмембранны. Кроме того, более 90 процентов небольших семейств белков не имеют известного домена, а около половины не представлены в эталонных геномах.

Исследователи надеются изучить мелкие белки дальше и глубже. Маленькие белки можно манипулировать и синтезировать легче и быстрее, чем большие молекулы. В результате они могут действовать как биологические переключатели для переключения между функциональными состояниями или вызывать реакции в других клетках. Следовательно, они могут открыть дверь для разработки новых лекарств, которые могут помочь в лечении многих заболеваний.