Исследователи из Юго-западного медицинского центра UT обнаружили в клетках сердца человека ранее нераспознанный небольшой белок, который играет ключевую роль в сокращении сердечной мышцы. Белок состоит из РНК, которая ранее считалась пустой или некодирующей РНК, предполагая, что может быть много других небольших «некодирующих» сегментов, которые играют важную биологическую роль.
Примечательно, что результаты, опубликованные сегодня в журнале Science, предлагают новую потенциальную цель для разработки терапевтических средств для увеличения силы сокращений сердечной мышцы у пациентов с сердечной недостаточностью, хроническим состоянием, при котором сердце качает кровь слишком слабо, чтобы обеспечить организм достаточным количеством кислорода.
Новый белок, который исследователи назвали карликовой открытой рамкой считывания (DWORF), содержит всего 34 аминокислоты, что делает его третьим по величине белком, который, как известно, кодируется в геноме мыши. Для сравнения: белок среднего размера в 10 раз больше, включая около 350 аминокислот. DWORF также закодирован в геноме человека.
Белок DWORF стимулирует кальциево-ионный насос, контролирующий сокращение мышц. По мере увеличения DWORF сердце качает с большей силой.
«В сердце есть тормоз, который контролирует перекачивание крови, и DWORF отключает этот тормоз, что заставляет сердечную мышцу работать более энергично», – сказал старший автор д-р. Эрик Олсон, председатель отдела молекулярной биологии и директор Центра регенеративной науки и медицины Хамона в Юго-Западном Юта.
Исследователи также обнаружили DWORF в некоторых скелетных мышцах, а именно в медленно сокращающихся волокнах скелетных мышц, тип мышечных волокон, которые позволяют человеку бегать марафоны.
DWORF был обнаружен среди класса транскриптов РНК, которые были отклонены учеными как некодирующие РНК, иногда в просторечии называемых «мусорной» РНК. Однако появляющиеся доказательства, такие как открытие DWORF, указывают на то, что многие небольшие белки с биоактивными свойствами скрыты среди этих участков генома, которые считаются некодирующими и из-за своего небольшого размера ускользают от обнаружения учеными.
«Хотя сами по себе небольшие и неферментативные пептиды, такие как DWORF, обладают способностью регулировать функцию гораздо более крупных молекулярных комплексов, аналогично тому, как крошечный руль направления определяет направление гораздо большего корабля», – сказал доктор. Кэтрин Макаревич, научный сотрудник докторской. Лаборатория Олсона и соавтор исследования.
«Выявление полного каталога малых белков, таких как DWORF, может дать новое понимание того, как регулируется молекулярный механизм клетки», – добавил Бенджамин Нельсон, студент программы подготовки медицинских ученых Юго-Западного штата Юго-Западный университет и соавтор исследования.
«Мы погрузились в кучу« мусора »РНК и обнаружили спрятанное сокровище», – сказал доктор. Ронда Бассель-Дуби, профессор молекулярной биологии и автор исследования.