Белки из глубоководных источников могут улучшить диагностику заболеваний

Учёные обнаружили новые ДНК-связывающие белки в экстремальных условиях — вулканических озёрах и глубоководных гидротермальных источниках. Один из них способен ускорить и повысить чувствительность диагностических тестов для выявления вирусов и других патогенов.

Международная группа исследователей под руководством Даремского университета (Великобритания) проанализировала генетический материал из исландских вулканических озёр и гидротермальных источников на глубине более двух километров в Северной Атлантике. Используя методы секвенирования нового поколения, они выявили ранее неизвестные белки, которые связываются с одноцепочечной ДНК и отличаются необычайной стабильностью в условиях высокой температуры, экстремального уровня pH и высокой солёности.

Детальное изучение показало, что эти молекулы обладают высокой термостабильностью, что делает их перспективными для биотехнологий и медицины. Учёные также определили их трёхмерную структуру с высоким разрешением.

Один из обнаруженных белков значительно улучшил работу диагностических тестов, основанных на петлевой изотермической амплификации (LAMP). Такие тесты используются для обнаружения генетического материала вирусов, бактерий или паразитов без сложного лабораторного оборудования. Добавление нового белка сделало тесты быстрее и чувствительнее, что улучшило обнаружение РНК SARS-CoV-2 и ДНК других инфекционных агентов.

«Эта работа подчёркивает огромный потенциал биопоиска в экстремальных средах. Результаты важны не только для биоэкономики, но и являются основой для всех методов искусственного интеллекта в предсказании структуры белка и белковом дизайне», — заявил ведущий исследователь проекта, профессор Эмке Поль из Даремского университета.

В настоящее время команда продолжает исследовать другие ДНК-связывающие белки и разрабатывает улучшенные версии уже найденных. Также ведутся работы по созданию новых LAMP-тестов для диагностики забытых тропических болезней, таких как лейшманиоз и болезнь Шагаса. Учёные сотрудничают с норвежской биотехнологической компанией ArcticZymes для изучения потенциального коммерческого применения открытых белков.