Когда белки бастуют: колонии дрожжей рассказали о главных процессах жизни

время публикаци: 03 марта 2025 г., 13:45

последнее обновление: 03 марта 2025 г., 13:59

Ученые из Института Вейцмана разработали коллекцию дрожжей с "бастующими" белками: эти белки можно отключить, чтобы понять их роль в работе клетки.

В любой хорошей компании нет незаменимых сотрудников. Если кто-то не может выполнять свои функции, его заменяет другой. Клетка – это "хорошая компания" и в ней принцип взаимозаменяемости отлично отлажен. Основную работу в клетке выполняют белки. Если один из них выйдет из строя – "объявит забастовку" – его работу сделает другой белок. Это очень хорошо для клетки, но это очень сложно для ученых: трудно понять, какие белки за какие функции отвечают.

Ученые из Института Вейцмана научились "провоцировать" белки, чтобы они внезапно "бастовали", а клетка не успевала подобрать им замену. Работа опубликована в журнале Journal of Cell Biology.

Многие гены человека гомологичны генам дрожжей, в некоторые случаях совпадают базовые подпоследовательности (домены), некоторые гены человека эволюционировали из генов дрожжей и т.д. Связь между человеком и дрожжами очень тесная. Поэтому дрожжи являются одними из самых изученных организмов в природе. ДНК дрожжей содержит около 6000 генов, кодирующих белки (у человека генов, кодирующих белки, около 20000). Но, несмотря на десятилетия исследований, мы все еще не знаем, что делают 1200 из этих белков дрожжей.

Ученые разработали систему, которая отключает белки таким образом, что клетка не успевает найти им замену. Это приводит к нарушениям работы клетки, и по этим нарушениям можно увидеть, что же делает белок, когда он не "бастует", а нормально работает.

Используя генную инженерию, ученые создали целую генетическую библиотеку из 5170 штаммов дрожжей, каждый из которых имеет свой белок, помеченный для "забастовки". Система позволяет быстро активировать процесс и отключить белок.

"Мы знаем основные дефекты многих редких генетических заболеваний, но если мы не знаем роль дефектного гена, нет лечения, – объясняет соавтор работы Майя Шульдинер. – У человека сотни белков совпадают с дрожжами, и выявление их роли может стать ключом к пониманию этих заболеваний. Лаборатории по всему миру уже начали заказывать отдельные штаммы наших дрожжей с бастующими белками".