Ученые МГУ расшифровали «сахарный код» белков

Ученые из лаборатории искусственного интеллекта в биоинформатике и медицине Института искусственного интеллекта МГУ, возглавляющие международный исследовательский консорциум, впервые выявили роль 16 участков генома человека в регуляции N-гликозилирования белков плазмы крови и установили связь этих участков с заболеваниями печени и воспалительным ответом. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications. Об этом сообщили в пресс-службе вуза. 

Гликозилирование — это процесс, в ходе которого к белкам присоединяются сложные углеводы (гликаны), определяющие их функцию и стабильность. Более половины белков плазмы крови человека подвергаются N-гликозилированию, а нарушения этого процесса играют роль в развитии различных заболеваний. 

«Наша лаборатория инициировала и возглавляет международный консорциум по исследованию генетических механизмов регуляции N-гликозилирования белков плазмы крови. Совместными усилиями мы собрали крупнейшую в мире коллекцию гликомов и геномов, включающую более 10 000 образцов — это почти втрое превышает масштаб нашего предыдущего исследования», — отмечает Содбо Шарапов, научный сотрудник Института искусственного интеллекта МГУ.

В основе данного исследования лежит полногеномный анализ ассоциаций. Этот метод количественной генетики широко используется для определения замен в геноме,  влияющих на признаки и заболевания человека. В ходе исследования собираются образцы крови от участников, из которых выделяется геномная ДНК для определения нескольких миллионов замен в последовательности геномов. Также из крови выделяются и измеряются уровни гликаны. После получения геномных и гликомных данных проводится анализ связи геномных замен и уровней гликанов.

В результате исследования были выявлены 40 участков генома (из них 16 — впервые), замены в которых влияют на N-гликозилирование белков плазмы крови. Кроме того, выдвинуты гипотезы о 31 гене, закодированном в этих участках, продукты которых могут влиять на гликозилирование белков. Анализ данных генов показал, что, помимо влияния на уровни гликанов, они также участвуют в патогенезе таких заболеваний, как диабет I и II типов, ревматоидный артрит, системная красная волчанка, ишемическая болезнь сердца, подагра, а также в ряде онкологических заболеваний. Более того, ученые установили причинно-следственные связи между нарушениями липидного обмена и уровнем определенных гликанов в плазме крови.

Следите за важными новостями в Телеграм-канале Информационного центра Правительства Москвы