Ученые Сеченовского Университета в сотрудничестве с исследователями из других организаций обнаружили удивительную закономерность: гены, регулирующие выработку белков с множеством взаимодействий, меняют свою структуру гораздо медленнее, чем остальные. При этом активность таких генов не зависит от количества молекулярных связей. Это открытие создает основу для прорывных методов раннего выявления заболеваний и персонализированного лечения.
Структурная и регуляторная эволюция: в чем разница?
Структурные изменения генов затрагивают саму ДНК, влияя на свойства кодируемых белков — их форму, функциональность и стабильность. В отличие от этого, регуляторная эволюция определяет, в каких тканях и в какой момент включается ген, контролируя объем производства белков. Первый процесс формирует «строительные блоки» жизни, второй — управляет их использованием.
Прорыв в изучении молекулярных сетей
Несмотря на важность генетической эволюции, механизмы ее связи с работой сложных биологических систем долгое время оставались загадкой. Особенно это касается процессов, связанных с возникновением рака и других серьезных патологий. Чтобы пролить свет на эту проблему, исследователи создали уникальную модель человеческого интерактома, объединившую данные о 600 000 молекулярных взаимодействий. Это позволило проанализировать активность 4500 генов и 1900 биохимических путей.
Ключевые открытия и их значение
Эксперимент показал, что гены, ответственные за белки с обширными взаимодействиями, демонстрируют замедленную структурную эволюцию. При этом их регуляторная активность остается независимой от числа связей. «Это подтверждает предположение, что ключевые белки защищены от резких изменений, сохраняя стабильность биологических процессов. Структурная эволюция генов напрямую связана с их ролью в молекулярных сетях, что меняет наш взгляд на механизмы адаптации», — подчеркивает доктор биологических наук Антон Буздин, ведущий автор исследования.
Перспективы для медицины будущего
Полученные результаты открывают путь к революционным изменениям в онкологии. Понимание эволюционных закономерностей поможет разработать сверхточные методы диагностики, выявляющие ранние мутации в белках-мишенях. Кроме того, изучение взаимодействий белков ускорит создание инновационных препаратов, которые будут действовать избирательно, снижая риски осложнений.
Эти достижения приближают эру персонализированной медицины, где лечение подбирается с учетом уникальных особенностей каждого пациента, обеспечивая максимальную эффективность и комфорт.
Источник фото: ru.123rf.com
