В геноме человека обнаружили несколько сотен новых генов

Американские генетики обнаружили несколько сотен неизвестных ранее генов в наименее изученных частях генома человека. Оказалось, что более 50 из них продуцируют белки, которые участвуют в развитии раковых клеток. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Biotechnology.

На данный момент в геноме человека идентифицировано около 20 тысяч генов. Ранние анализы последовательности генома человека предполагали существование более ста тысяч генов, кодирующих белки, но дальнейшие исследования показали, что большинство этих генов-кандидатов, скорее всего, продуцируют некодирующие РНК, фрагментированные комплементарные клоны ДНК и РНК, экспрессируемые на несущественных уровнях.

Текущая база данных проекта протеома человека NeXtProt содержит примерно 17 600 белок-кодирующих генов, подтвержденных масс-спектрометрией, и около 2100 неподтвержденных белок-кодирующих генов.

Тем не менее, появляется все больше доказательств того, что в генах, которые в настоящее время аннотируются как некодирующие РНК или псевдогены, а также находящихся в некоторых нетранслируемых областях, имеет место трансляция — процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК, осуществляемый специальной клеточной органеллой рибосомой. Однако до сих пор отсутствовали систематические экспериментальные подтверждения того, являются ли возникающие при такой трансляции белки биологически функциональными.

Исследователи из Института Броуда Гарвардского университета и Массачусетского технологического института — крупнейшего центра геномики и реализации проекта "Геном человека" — экспериментально проверили 553 гена-кандидата, в качестве которых авторы рассматривали открытые рамки считывания (Open Reading Frame, ORF) — последовательности нуклеотидов в составе длинных некодирующих РНК.

Гены-кандидаты отбирали на основе опубликованных данных, предсказывающих ORF, потенциально способные кодировать биологически активные белки. При этом из анализа исключили псевдогены и ORF, представляющие собой варианты уже известных белок-кодирующих областей.

В экспериментах по эктопической экспрессии — экспрессия генов в необычном месте организма — 257 ORF показали признаки экспрессии белка и 401 индуцировали изменения экспрессии генов. Из них 57 способствовали жизнеспособности раковых клеток человека.

В частности, исследователи установили, что один из этих ORF — G029442 — кодирует богатый глицином внеклеточный белок-1 (GREP1), обладающий повышенным содержанием онкогенного цитокина GDF15 и высоко экспрессируемый при раке молочной железы. Блокирование его с помощью специального ингибитора смягчало эффект развития раковых клеток в 263 линиях.

Авторы считают, что биологически активные белки, экспрессируемые неканоническими ORF, могут стать потенциальными мишенями для разработки новых методов лечения рака.