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Nature重磅-发现上千基因组暗蛋白颠覆认知

新词-肽蛋白-Peptidein-开拓基因组新领域

人类的基因组常被比作一部天书。过去几十年,科学家主要盯着其中约2万个“经典”段落——它们负责编码传统蛋白质,被视为细胞运转的核心引擎。但这部天书里还隐藏着大量从未被解读的“暗物质”:一段段被忽视的DNA序列,长期被认为不产生任何东西。
如今,它们终于开口说话了。
一个由全球多所顶尖机构组成的TransCODE联盟,在《自然》杂志上公布了一项里程碑式成果:在人类基因组的“暗蛋白质组”中,发现了超过1700种全新的微小蛋白。因为这些东西实在不像传统蛋白质,科学家干脆为它们创造了一个新名字——肽蛋白Peptidein。
肽蛋白与传统蛋白质的差别,就像麻雀和鸵鸟。传统蛋白质通常个儿大,大多数由数百个氨基酸组成。而肽蛋白极其袖珍,65%的种类不到50个氨基酸长。在已知的传统蛋白质里,这种小个子连1%都不到。正因为太小,过去常用的检测手段根本抓不住它们。
更大的不同在于“身份”。传统蛋白质即便功能未知,科学家也默认它们在人体里有正经活儿干。肽蛋白就不一定了。它们确实存在,由氨基酸构成,但到底有没有用、有什么用,眼下谁也说不准。它可能承担关键任务,也可能只是个随生随灭的“副产品”。
但这恰恰让人兴奋。
研究团队用CRISPR基因“剪刀”逐个关闭这些肽蛋白的编码序列,观察细胞反应。结果发现,至少有6种肽蛋白对癌细胞生存至关重要。其中一种来自名为OLMALINC的“暗物质”基因。关掉它之后,超过85%的癌细胞系生长受阻。进一步分析显示,这家伙参与了细胞分裂和DNA损伤修复——完全是核心业务。
更妙的是,大量肽蛋白被呈现在细胞表面,像一面小旗子,等着免疫系统来识别。这让它们成为癌症免疫疗法的天然靶点,尤其适合开发细胞疗法和癌症疫苗。
目前,传统基因诊断大约能解释一半遗传病。另一半的病因藏在哪儿?肽蛋白可能就是答案之一。
研究负责人打了个比方:传统蛋白质是太阳系里那几颗大行星,肽蛋白则像刚被发现的矮行星——冥王星。冥王星从来都在那儿,只是我们过去不知道怎么给它归类。现在,科学家正式为肽蛋白开辟了新目录。