По мере совершенствования инструментов изучения биологии исследователи начинают раскрывать детали микропротеинов, которые, по-видимому, являются ключевыми для некоторых клеточных процессов, в том числе связанных с раком.

Белки состоят из цепочек связанных аминокислот, а средний человеческий белок содержит около 300 аминокислотных остатка. Между тем, микропротеины содержат менее 100 аминокислотных остатков. Ученые недавно показали, что один из микропротеинов, PIGBOS, состоящий из 54 аминокислот, способствует смягчению клеточного стресса.

Работа по нему Alan Saghatelian и соавт. была опубликована в Nature Communications. Исследование началось с того, что учёные обнаружили PIGBOS в митохондриях.

Первая попытка обнаружить белок PIGBOS посредством зеленого флуоресцентного белка (GFP) не удалась. Микропротеин был слишком мал по сравнению с размером GFP. Команда учёных решила эту проблему, попробовав менее распространенный подход, называемый разделенным GFP, в котором они объединили лишь небольшую часть GFP, называемую бета-версией, с PIGBOS.

Исследователи смогли увидеть PIGBOS и изучить, как он взаимодействует с другими белками. Когда они нанесли на карту местоположение PIGBOS, они поняли, что он находится на внешней мембране митохондрий, в готовности вступить в контакт с белками на других органеллах. Они были удивлены, увидев, что PIGBOS взаимодействует с белком под названием CLCC1, который является частью органеллы, называемой эндоплазматическим ретикулумом (ER).

«PIGBOS выполняет роль соединения между митохондриями и ER, — говорит ещё один соавтор работы, Qian Chu. — Раньше мы не видели этого в микропротеинах — и редко встречали в обычных белках».

Исследователи обнаружили, что PIGBOS фактически связывается с CLCC1, чтобы регулировать стресс в ER. Без PIGBOS ER, скорее всего, будет испытывать стресс, который приводит к цепочке событий, когда клетка пытается вычистить вредные деформированные белки (ответ на неправильное сворачивание белка, UPR). Если клетка не может избавиться от этих белков, она инициирует последовательность самоуничтожения и погибает.

Ученые не ожидали увидеть роль митохондриального белка в реакции UPR. Это новое понимание PIGBOS открывает двери для будущих методов лечения, которые могут быть направлены на стресс клетки.

«В будущем мы могли бы рассмотреть вопрос о том, как PIGBOS участвует в таких заболеваниях, как рак, — говорит Q. Chu. — У больных раком ER более стрессовый, чем у нормального человека, поэтому регуляция стресса ER может быть хорошей целью».

Исследователи заинтересованы в изучении роли других митохондриальных белков в стрессе ER, а также в изучении того, как PIGBOS работает в модели на животных. Команда также продвигается вперед в характеристике обширной библиотеки микропротеинов, которые могут иметь решающее значение в клеточной биологии.

Что же такое микропротеины?

Термин «микропротеины» относится к небольшим белкам, которые кодируются маленькими открытыми рамками считывания (small open reading frames, smORF). Достижения в области технологий геномики и протеомики показывают, что геномы млекопитающих предположительно содержат от сотен до тысяч микропротеинов, кодируемых smORFs. Как большая и пока ещё слабо изученная часть генома, микропротеины представляют большую возможность получить новое понимание современной биологии.