Генетики 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 создали первую в мире программу по поиску амилоидов, включающих разные белки
Ученые Санкт-Петербургского университета и Университета Монпелье разработали первую программу по поиску пар белков амилоидов, способных к коагрегации, то есть связке друг с другом. Исследования показали точность более 94 %.
Амилоиды?— это белковые агрегаты, которые являются причиной ряда тяжелых и?зачастую неизлечимых заболеваний, таких как болезни Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона и?других. Но?далеко не?все подобные вещества являются патогенными, многие из?них выполняют важные функции в?клетках. Как отмечают ученые, формирование амилоидов в?первую очередь связано с?изменением структуры белка в?организме. Однако в?последнее время в?науке встречается все больше случаев, когда в?состав агрегатов входят сразу несколько разных элементов.
Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в?Journal of?Molecular Biology.
Коллектив генетиков и?биотехнологов Санкт-Петербургского университета в?соавторстве с?исследователями из?Университета Монпелье (Франция) впервые в?мире предложил биоинформатический подход, названный AmyloComp, который позволяет проводить поиск пар белков, способных к?коагрегации?— связке друг с?другом. Метод реализован на?языке программирования Python и?доступен в?виде онлайн-приложения.
?Амилоиды по?форме напоминают нити. В?их?составе образуется своеобразная "стопка" из?множества молекул, расположенных поперек волокна. Когда в?агрегате присутствует только один белок, слои полностью идентичны по?структуре. Мы?же пытаемся найти такие последовательности в?разных белках, которые?бы могли формировать подобные "стопки", но?при?этом отличались по?последовательности?,?— рассказал один из?авторов исследования, доцент 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 (кафедра генетики и?биотехнологии) Станислав Бондарев.
По?его словам, разработанная учеными Университета программа AmyloComp демонстрирует точность более 94?% на?модельном наборе данных, а?также достоверно классифицирует известные положительные и?отрицательные примеры коагрегации белков. Так, коагрегация белков может играть различные биологические роли в?организме.
С?одной стороны, довольно давно предложена гипотеза ?амилоидного каскада?, согласно которой патологические амилоидные агрегаты могут провоцировать агрегацию других белков. С?другой стороны, некоторые важные биологические процессы требуют формирования агрегатов из?разных белков. Одним из?ярких примеров является пара белков человека, RIPK1 и?RIPK3. Их?коагрегация является частью сигнального каскада при?запуске противовирусного ответа. Программа AmyloComp позволяет вести поиск подобных примеров в?масштабах протеома.
Уникальность созданной исследователями 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 программы состоит в?том, что другие подходы, существующие в?современной биоинформатике, не?позволяют моделировать коагрегацию двух амилоидных белков. Метод исследователей 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 основан на?сравнении аминокислотной последовательности двух белков и?при?этом учитывает возможность их?пространственной укладки в?составе единого агрегата. Такой подход позволяет искать различные последовательности, которые формируют единую структуру.
Санкт-Петербургский университет является лидером по?количеству грантов Российского научного фонда. В?2022 году ученые 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 получили 112?грантов, это 5,5?% от?общего числа победивших проектов и?наибольшее число грантов для одной организации. При?этом 25?% поддержанных проектов выполняются под?руководством молодых исследователей. В?2023 году Университет сохранил лидерство по?данному конкурсу РНФ: ученые 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 получили 70?грантов, это 5?% от?общего числа победивших проектов. От?Санкт-Петербургского университета на?конкурс 2023 года было подано 214?заявок, и?практически каждая третья из?них получила поддержку.
Коллектив ученых кафедры генетики и?биотехнологий 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?— один из?ведущих по?изучению амилоидов в?мире. Изучать амилоиды в?188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 под?руководством академика Сергея Инге-Вечтомова начали еще в?90-х годах XX?века: тогда был опубликован целый ряд прорывных работ мирового уровня, посвященных инфекционным амилоидам (прионам) дрожжей. Позднее в?Университете появилась лаборатория биологии амилоидов, руководителем которой является выпускник кафедры Александр Рубель.
В?2021 году профессор 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 (кафедра генетики и?биотехнологий) Антон Нижников и?ведущий научный сотрудник 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 (кафедры цитологии и?гистологи) Кирилл Антонец стали лауреатами премии президента Российской Федерации в?области науки и?инноваций для молодых ученых. Награды универсанты удостоились за?открытие амилоидных белков у?растений и?симбиотических бактерий. В?то?же время под?руководством профессора Алексея Галкина был описан ряд функциональных амилоидов у?различных животных.