Команда исследователей из Калифорнийского университета, Медицинской школы Сан-Диего и Центра системной биологии рака (CCSB) Института рака Дана-Фарбер открыла новый аспект аутизма, обнаружив, что белки, участвующие в аутизме, взаимодействуют со многими другими партнеров, чем было известно ранее. Эти взаимодействия не были обнаружены ранее, потому что они связаны с альтернативно сплайсированными формами генов аутизма, обнаруженными в головном мозге.
В своем исследовании, опубликованном в онлайн-выпуске журнала Nature Communications от 11 апреля 2014 года, ученые выделили сотни новых вариантов генов аутизма из человеческого мозга, а затем сравнили свои белковые продукты с тысячами других белков для выявления взаимодействующих партнеров. Белки, продуцируемые альтернативно сплайсированными генами аутизма и их многочисленными партнерами, сформировали биологическую сеть, которая дала беспрецедентное представление о том, как связаны гены аутизма.
"Когда в сеть были добавлены недавно открытые формы сплайсинга генов аутизма, общее количество взаимодействий увеличилось вдвое," сказала главный исследователь Лилия Якучева, доктор философии, доцент кафедры психиатрии Калифорнийского университета в Сан-Диего. В некоторых случаях сплайс-формы взаимодействовали с совершенно другим набором белков. "Из этой сети мы видим, что разные варианты одного и того же белка могут изменить схему всей системы," Якучева сказала.
"Это первая сеть взаимодействия на уровне протеома, включающая альтернативные формы сплайсинга," отметил Марк Видаль, доктор философии, директор CCSB и соавтор исследования. "Тот факт, что варианты белков производят такие разнообразные модели взаимодействий, является захватывающим и весьма неожиданным."
Новая сеть также показала, как несколько генов аутизма связаны друг с другом. Ученые обнаружили, что один класс мутаций, связанных с аутизмом, известный как варианты числа копий, включает гены, которые напрямую или косвенно связаны друг с другом через общего партнера. "Это говорит о том, что общие биологические пути могут быть нарушены у пациентов с разными мутациями аутизма," сказал соавтор Гуань Нин Линь, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Якоучевой.
По словам Якучевой, помимо более широкого и глубокого изучения белков аутизма, сеть представляет собой новый ресурс для будущих исследований аутизма. Например, она сказала, что физическая коллекция из более чем 400 вариантов сплайсинга генов-кандидатов аутизма может быть использована другими исследователями, заинтересованными в изучении конкретного варианта белка. Некоторые из тесно связанных сетевых партнеров могут также представлять потенциальные мишени для лекарств. Все данные о взаимодействии будут храниться в общедоступной Национальной базе данных исследований аутизма.
"С помощью этой собранной сети аутизма мы можем начать исследовать, как недавно обнаруженные мутации у пациентов могут нарушить эту сеть," сказала Якучева. "Это важная задача, потому что механизм, с помощью которого мутантные белки способствуют развитию аутизма в 99.9 процентов случаев остаются неизвестными."