Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) и университета Торонто (Канада) разработали вычислительный инструмент moPepGen, способный выявлять ранее незаметные генетические мутации в белках, которые могут вызывать рак, нейродегенеративные и другие состояния. Работа опубликована в журнале Nature Biotechnology.
Белки — ключевые молекулы, обеспечивающие функционирование клеток, и любые изменения в их структуре могут быть признаком патологических процессов. Однако до сих пор ученым не хватало инструментов, позволяющих точно отследить, как конкретные мутации в ДНК отражаются на структуре белков.
Механизм moPepGen использует графовые алгоритмы для системного моделирования экспрессии генов — от транскрипции до синтеза белков. В отличие от предыдущих методов, которые фиксировали лишь простые изменения, вроде замены одной аминокислоты, новый инструмент способен распознавать широкий спектр сложных модификаций: альтернативный сплайсинг, слияния генов, редактирование РНК и другие.
Эффективность moPepGen подтверждена при анализе данных из пяти опухолей простаты, восьми опухолей почек и 376 клеточных линий. Алгоритм обнаружил в четыре раза больше уникальных белковых вариантов, чем традиционные методы, включая ранее неидентифицированные пептиды, связанные с раковыми мутациями.
Особую значимость moPepGen приобретает в области иммунотерапии: он позволяет находить потенциальные неоантигены, уникальные молекулярные мишени для создания персонализированных вакцин и терапии. Инструмент работает быстро, точно и масштабируемо, поддерживает различные технологии и может стать основой новых подходов в точной медицине.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как белки крови предсказывают, насколько здоровой будет старость.