Учёные впервые получили пожизненный контроль над белками в живом организме

Исследователи впервые нашли способ контролировать уровень белков в разных тканях целого живого организма. Метод позволяет учёным с высокой точностью увеличивать или уменьшать количество белка на протяжении всей жизни животного, что открывает новые возможности для изучения молекулярных основ старения и болезней.

Пять нематод Caenorhabditis elegans в лаборатории Центра геномной регуляции. Автор: Джереми Висенсио / Центр геномной регуляции

Учёные из Центра геномной регуляции в Барселоне и Кембриджского университета успешно протестировали технику, контролируя количество белка в кишечнике и нейронах круглого червя Caenorhabditis elegans. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Новый подход позволит проводить эксперименты, ранее невозможные, например, определять, сколько именно белка необходимо для поддержания здоровья, или отслеживать, как небольшие изменения белка в одной ткани влияют на весь организм.

«Ни один белок не действует в одиночку. Наш новый подход позволяет изучать, как несколько белков в разных тканях взаимодействуют, чтобы контролировать функции организма и его старение», — говорит доктор Николас Строуструп, ведущий автор исследования.

Технология особенно важна для изучения системных процессов, таких как старение, на которые влияет постоянное взаимодействие разных органов.

Как работает новая система

Метод является адаптацией существующей технологии, основанной на растительном гормоне ауксине. Учёные создали усовершенствованную «двухканальную» систему AID. Она работает, присоединяя к целевому белку специальную метку (дегрон), а в определённых тканях организма экспрессируется фермент TIR1. Когда червь получает пищу с ауксином, гормон активирует TIR1, который распознаёт метку и даёт команду клетке удалить строго определённое количество белка.

Ключевым нововведением стало использование двух разных ферментов TIR1, каждый из которых активируется своим соединением ауксина. Размещая их в разных тканях, исследователи смогли независимо контролировать один и тот же белок в кишечнике и нейронах червя или даже два разных белка одновременно.

Кроме того, команде удалось решить проблему, из-за которой предыдущие системы AID часто не работали в репродуктивных тканях, создав инструмент, функционирующий во всём организме.

«Теперь, когда мы это сделали, мы можем контролировать два отдельных белка одновременно с невероятной точностью. Это мощный инструмент, который, мы надеемся, откроет новые возможности для биологов во всём мире», — заключает соавтор работы, доктор Джереми Висенсио.

Больше информации: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-66347-x

ИИ: Это прорывная работа, которая переводит исследования старения и системных заболеваний на качественно новый уровень. Возможность тонко «настраивать» белки в живом организме на протяжении всей его жизни — это как получить диммер вместо простого выключателя в изучении биологии.