Светящиеся медузы окажут помощь в лечении наследственных болезней

Вс, 05/15/2016 - 18:44

Учёные из России, Чехии, Испании, США и Израиля впервые произвели измерение взаимодействия множества мутаций в одной белковой молекуле. Для достижения данного результата биологи провели изучение десятков тысяч мутантов зелёного флуоресцентного белка из медузы Aequorea victoria. Данное достижение даёт возможность прояснить механизмы белковой эволюции.

Исследователи нашли способ одновременного измерения функциональности десятков тысяч мутантов одного белка. Воспользовавшись данным методом учёные определили, как влияние мутаций на яркость зеленого флуоресцентного белка может зависеть от наличия в гене других мутаций. Специалисты изучили эволюционный ландшафт, высота точек на котором показывает приспособленность особей в зависимости от их генотипа.

Ландшафт приспособленности зеленого флуоресцентного белка и диаграмма последовательности зеленого флуоресцентного белка
Источник: ИБХ РАН


До сегодняшнего времени научными методами не было возможно получать достаточное количество экспериментальных данных для исследования эволюционных ландшафтов. Чтобы измерить функциональность мутантов, исследователи заставили мутантные гены активно работать в клетках бактерии Escherichia coli, после чего учёные рассортировали клетки в зависимости от яркости их флуоресценции. Благодаря расшифровке мутантных генов из каждой пробирки и последующему анализу учёные смогли сопоставить яркость флуоресценции каждого мутанта с его генотипом.

Молекулярные биологи выяснили, что только каждая четвертая мутация является нейтральной, в то время как большинство мутаций негативно сказывается на функциональности белка. Даже одна вредная мутация способна усугубить эффект от других мутаций, что приводит к полной дисфункции белка. При особом критическом значении перестает сворачиваться, не завися от того, какой эффект данные мутации могут оказывать по отдельности и где они располагаются.

Эффект от взаимодействующих мутаций является важным значением для смежных областей науки. Одной из главных задач современной медицинской генетики является изучение заболеваний, которые частично обусловлены генами (к примеру, различные нарушения сердечно-сосудистой системы).

Источник