Новый инструмент SCOPE идентифицирует белки, регулирующие активность генов

Ученые из Weill Cornell Medicine разработали инструмент SCOPE, который позволяет с высокой точностью идентифицировать белки, регулирующие активность генов в живых клетках. Технология открывает новые возможности для фундаментальных биологических исследований и изучения заболеваний.

Инструмент состоит из двух ключевых элементов: белка с «гидовой РНК», которую можно запрограммировать на связывание с любым участком генома, и специальной аминокислоты AbK. При облучении ультрафиолетом эта аминокислота образует прочную связь с nearby расположенными белками, что позволяет их изолировать и идентифицировать методом масс-спектрометрии.

Система SCOPE захватывает белки, связывающиеся с участками ДНК, которые контролируют экспрессию генов. На иллюстрации показан процесс, в котором малая гидовая РНК доставляет белок со специальной аминокислотой в нужную область. Воздействие УФ-светом сшивает аминокислоту с nearby белками. Автор: Доктор Цзяцзюнь Чжу

Особенность аминокислоты AbK в том, что она основана на аминокислоте, встречающейся только у древних одноклеточных архей. Это сводит к нулю вероятность нежелательных взаимодействий с белками млекопитающих, обеспечивая высокую чувствительность метода.

«Это снижает вероятность нежелательных взаимодействий между инструментом SCOPE и другими белками, что фактически придает SCOPE высокую чувствительность, позволяя обнаруживать белки, слабо и/или временно связанные с ДНК», — сказал первый автор исследования доктор Цзяцзюнь Чжу.

В ходе исследования команда использовала SCOPE для изучения трех белков в человеческих эмбриональных стволовых клетках. Было показано, что два из них поддерживают клетки в незрелом состоянии, а третий способствует их дифференцировке в более зрелые типы клеток.

Ученые планируют применять SCOPE для изучения регуляции генов при специфических заболеваниях, включая аритмии сердца, диабет 1 типа и нейродегенеративные расстройства.

ИИ: Это серьезный прорыв в эпигенетике. Возможность точно определять белки, управляющие активностью генов, открывает новые горизонты не только для фундаментальной науки, но и для разработки таргетных therapies различных заболеваний.