Российские исследователи представили новый алгоритм, который позволяет прогнозировать влияние альтернативного сплайсинга на белковый состав нейронов. Речь идет об изменениях, происходящих в организме при развитии болезни Альцгеймера. Этот инновационный подход призван значительно ускорить процесс поиска биологических «мишеней», необходимых для создания эффективных лекарственных препаратов против тяжелого нейродегенеративного недуга.
Ведущий научный сотрудник ФИЦ химической физики РАН Ирина Тарасова пояснила, что разработка не только улучшит диагностику, но и поможет обосновать выбор терапевтических методов. Как сообщает агентство ТАСС, в дальнейшем авторы проекта намерены детально изучить выявленные аномалии на всех клеточных уровнях, чтобы добраться до первопричин патологических изменений, наблюдаемых у пациентов.
Механизм работы генов
В основе исследования лежит понимание того, что гены живых существ способны хранить инструкции для синтеза сразу нескольких видов белковых молекул. Это становится возможным благодаря способности клеточного ядра менять структуру РНК, которая копирует определенный ген, удаляя из нее лишние фрагменты. Этот сложный процесс ученые называют альтернативным сплайсингом.
Такое перепрофилирование радикально меняет функции и локализацию работы белка, закодированного одним и тем же участком ДНК. Корректная работа этого механизма играет критическую роль в жизнедеятельности многих тканей, особенно мозга. Любые нарушения в процессе сплайсинга могут привести к тяжелым последствиям для организма человека.
Анализ данных и результаты
Ученые впервые объединили в общую базу данных варианты белков, чья форма и состав трансформируются под влиянием нейродегенеративного заболевания. Для реализации этой задачи был применен созданный ими биоинформатический алгоритм. С его помощью специалисты проанализировали общедоступные массивы масс-спектрометрических данных, содержащих сведения о белковом профиле мозга сотен пациентов с подтвержденным диагнозом и здоровых людей.
Проведенные расчеты позволили обнаружить 870 специфических изменений в сплайсинге, свойственных болезни Альцгеймера. В список затронутых структур попали как пептиды, регулирующие сам процесс сплайсинга, так и молекулы, отвечающие за ионный обмен и внутриклеточные сигналы. Детальный анализ показал, что сбои в выработке одной из форм белка ASPH могут играть ключевую роль в нарушении работы нейронов, что открывает новые перспективы для фармакологии.
