Обнаружена закономерность распределения белковых компонентов в клетках человека
Среда, 10 января 2018Группа ученых под руководством сотрудника НИЦ «Курчатовский институт» – ПИЯФ, доктора биологических наук С.Н. Нарыжного, обнаружила, что распределение белковых компонентов в клетках человека подчиняется закону Ципфа — эмпирической закономерности, описывающей частоту употребления слов в языке, распределение доходов населения развитых стран, но, как казалось прежде, не работающей для природных явлений. Доклад на эту тему был представлен на Ученом совете Отделения молекулярной и радиационной биофизики НИЦ «Курчатовский институт» – ПИЯФ.
Расшифровка генома человека поставила перед исследователями следующую, не менее важную, задачу: собрать исходную информацию и о клеточном протеоме (совокупности всех белков в теле человека). Фактически, белки, являясь продуктами экспрессии генов, выполняют в организме функции «рабочих лошадок» и регулируют практически все клеточные процессы. Можно представить отдельную клетку в виде государства, в котором все профессиональные функции распределены между гражданами – белками. Потребности государства в служащих, военных, рабочих определяют их число и место деятельности. Понимание того, каким образом распределяются белки в клетках организма, способно сильно расширить возможности современной медицины и стать еще одним ключом к тайнам природы человека.
Ученые из Института биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича и НИЦ «Курчатовский институт» – ПИЯФ, применяя методы масс-спектроскопии и двумерного электрофореза с последующим окрашиванием, провели анализ распределения протеоформ (белковых компонентов) в клетках человека. Обработка данных этого анализа показала поразительную вещь – выяснилось, что количественное распределение протеоформ подчиняется закону Ципфа и может быть описано формулой N=14/%V, где N – количество протеоформ, а %V – количественный уровень протеоформы.
«В ходе своей работы мы изучали как здоровые, так и раковые клетки, – рассказывает С.Н. Нарыжный. - И в том, и в другом случае распределение сохранялось. Очевидно, мы имеем дело с какой-то общей, глубинной закономерностью, что само по себе уже очень интересно. Кроме того, детальное изучение, которым мы сейчас занимаемся, позволит нам узнать, как именно изменяется белковый состав клетки, например, при развитии онкологического заболевания. Такие знания помогут не только в диагностике, но и в лечении раковых опухолей».
О последних результатах работы группы, ведущейся в рамках международного проекта «Протеом человека» можно прочитать в журнале Proteomes.
