[aus: Goethes „Faust“]Da steh ich nun, ich armer Tor!
Und bin so klug als wie zuvor.Mit Eifer hab‘ ich mich der Studien beflissen;
Zwar weiß ich viel, doch möcht‘ ich alles wissen.
Quelle / Übersetzung ohne Gewähr
Unfassbare Stanford-Studie entdeckt Tausende von neuartigen Proteinen, die von menschlichen Mikrobiomen produziert werden
Eine bemerkenswerte neue Studie von Wissenschaftlern der Stanford University hat Tausende von bisher unentdeckten kleinen Proteinen enthüllt, die von Bakterien im menschlichen Mikrobiom produziert werden. Fast alle diese neu beschriebenen Proteine erfüllen unbekannte Funktionen im menschlichen Körper, und die Forscher gehen davon aus, dass ihre Entdeckung eine neue Dimension für die zukünftige Entwicklung therapeutischer Arzneimittel eröffnet.
„Es ist von entscheidender Bedeutung, die Schnittstelle zwischen menschlichen Zellen und dem Mikrobiom zu verstehen“, erklärt Ami Bhatt, Senior-Autor der kürzlich veröffentlichten Studie. „Wie kommunizieren sie? Wie schützen sich Bakterienstämme vor anderen Stämmen? Diese Funktionen sind wahrscheinlich in sehr kleinen Proteinen zu finden, die wahrscheinlicher sind als größere Proteine, die außerhalb der Zelle ausgeschieden werden.“
Diese winzigen Proteine wurden von den Forschern traditionell ignoriert, da es grundlegende Schwierigkeiten gab, sie zu erkennen. Sie sind im Allgemeinen kleiner als 50 Aminosäuren lang und erfüllen höchstwahrscheinlich kritische Kommunikationsfunktionen zwischen Bakterienstämmen und den Wirten, die sie bewohnen. Um diese kleinen Signalproteine aufzuspüren, zoomten die Forscher auf die bakteriellen Genome zu.
„Das bakterielle Genom ist wie ein Buch mit langen Buchstabenketten, von denen nur einige die Informationen kodieren, die für die Herstellung von Proteinen notwendig sind“, sagt Bhatt. „Traditionell identifizieren wir das Vorhandensein von proteincodierenden Genen in diesem Buch, indem wir nach Kombinationen von Buchstaben suchen, die die Start- und Stoppsignale von Sandwich-Genen anzeigen. Dies funktioniert gut bei größeren Proteinen. Aber je kleiner das Protein, desto wahrscheinlicher ist es, dass diese Technik eine große Anzahl von Fehlalarmen liefert, die die Ergebnisse verfälschen.“
Mit einem neuartigen computergestützten Ansatz führten die Forscher eine vergleichende genomische Studie durch, die über 4.000 Proteine enthüllte, von denen die meisten noch nie zuvor identifiziert wurden. Der schiere Umfang der Entdeckung überraschte das Forschungsteam, das erwartet hatte, vielleicht ein paar hundert neue Stränge von kleinen proteinkodierenden Genen zu finden, aber stattdessen Tausende entdeckte.
Die Studie bietet Hypothesen über die Funktion einiger dieser kleinen Proteinfamilien, basierend auf ihrer genomischen Nachbarschaft, der Prävalenz über bestimmte menschliche Körperstellen und anderen Faktoren. Einige der neu entdeckten kleinen Proteinfamilien teilen zum Beispiel genetische Eigenschaften mit zuvor entdeckten Proteinen, die bekanntermaßen die Antibiotikaresistenz erhöhen.
Das in der Zeitschrift Cell veröffentlichte Papier bietet eine umfassende Zusammenfassung aller 4.539 neu entdeckten kleinen Proteinfamilien und dient im Wesentlichen als großer neuer Katalog für die zukünftige Forschung. Der nächste Schritt ist, zu verstehen, welche mechanischen Funktionen diese neuartigen kleinen Proteine erfüllen und damit die Tür zu potenziellen neuen Antibiotika oder anderen Medikamenten für den therapeutischen Einsatz beim Menschen öffnen.
„Kleine Proteine können schnell synthetisiert werden und könnten von den Bakterien als biologische Schalter zum Umschalten zwischen Funktionszuständen oder zum Auslösen spezifischer Reaktionen in anderen Zellen verwendet werden“, sagt Bhatt. „Sie sind auch leichter zu untersuchen und zu manipulieren als größere Proteine, was die Medikamentenentwicklung erleichtern könnte. Wir erwarten, dass dies ein wertvoller neuer Bereich der biologischen Forschung wird.“
Die neue Forschungsarbeit wurde in der Zeitschrift Cell veröffentlicht.
Hinterlasse jetzt einen Kommentar