До сих пор у ученых были в основном методы, позволяющие лишь полностью «выключать» или «включать» гены, что сравнимо с работой выключателя. Новая технология действует как регулятор громкости. Она позволяет задать необходимую концентрацию белка в нужных точках и наблюдать, как эти настройки влияют на здоровье и функции организма в реальном времени.
Специалисты из Центра геномного регулирования в Барселоне и Кембриджского университета успешно опробовали методику на круглых червях Caenorhabditis elegans, регулируя количество белка в их кишечнике и нейронах. Результаты были направлены в журнал Nature Communications, однако публикация пока недоступна для просмотра.
Наш новый подход позволяет изучать, как множество белков в разных тканях взаимодействуют, контролируя функционирование организма и процесс старения. Теперь мы можем задавать самые разные новые вопросы.
В основе метода лежит адаптированная система AID (ауксин-индуцируемая деградация), заимствованная из биологии растений. Исследователи значительно ее модернизировали, создав «двухканальную» версию. Ее суть в следующем: к целевому белку присоединяется специальная молекулярная метка («дегрон»). Затем в определенных тканях организма активируется фермент TIR1, способный распознать эту метку. Когда животное получает с пищей растительный гормон ауксин, фермент активируется и дает команду клетке удалить ровно столько меченого белка, сколько необходимо.
Главное новшество подхода — использование двух разных ферментов TIR1, каждый из которых реагирует на свой тип ауксина. Это позволяет независимо управлять одним и тем же белком, например, в кишечнике и в мозге червя одновременно, или регулировать два разных белка. При этом животное продолжает нормально жить, а система точно и незаметно настраивает молекулярные процессы в его теле.
Ученым также удалось преодолеть ключевое ограничение: заставить систему работать в репродуктивных тканях, где предыдущие версии AID были неэффективны. Это делает инструмент универсальным для всего организма.
Новая методика открывает путь к новым экспериментам, направленным на понимание того, как небольшие молекулярные изменения в одной ткани влияют на весь организм, и как можно поддерживать оптимальный белковый баланс для здоровья и долголетия.
Ранее Наука Mail рассказывала о разработке российских ученых, создавших онлайн-платформу для изучения белковых структур.
