Ученые из Института биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН совместно с сотрудниками Университета Толидо (США) исследовали белок BetaM и выяснили, что он изменил свои функции у млекопитающих, в сравнении с другими позвоночными. Статья об исследовании опубликована в журнале Scientific Reports.
У рыб, земноводных и птиц BetaM продолжает выполнять исходную функцию при передаче нервного импульса, а у млекопитающих — только новую, связанную с регуляцией экспрессии генов мышечных тканей.
Ранее была высказана гипотеза о том, что если функция белков становится более узкой, то и число взаимодействий с другими белками уменьшается. Ученые ИБХ опровергли эту гипотезу: несмотря на то, что белки стали «работать» только в мышцах, их сеть взаимодействий расширилась. Это удалось установить благодаря расширенному скринингу библиотек ДНК млекопитающих и птиц с использованием специальных дрожжевых систем. Другими словами, исследователи выделили ДНК мыши и курицы, а затем вставили в клетки хлебопекарных дрожжей. Анализ скорости размножения дрожжевых клеток указал на наличие множества связей между BetaM и другими белками.
Однако такой же эксперимент с ДНК курицы аналогичных результатов не дал. «Этот факт удивителен, он опровергает существующие теоретические концепции о взаимодействиях между белками. Он настолько необычен и странен, что мы даже не сделали на нем особый акцент в статье», — сказал один из авторов работы Николай Пестов.
Некоторые интеракторы белка BetaM играют важную роль в развитии мышечных патологий, например, миопатии — хронического прогрессирующего наследственного заболевания мышц. Тем не менее, пока еще рано проводить параллели между эволюцией отдельных белков, интерактомов и целых организмов. Дальнейшие исследования покажут, насколько смена функций белка может влиять на здоровье.
