Целью исследования, опубликованного в журнале Science Advances, был поиск генов, влияющих на гликозилирование иммуноглобулина G (IgG). Иммуноглобулины — это белки, которые играют роль телохранителей в человеческой иммунной системе. Когда чужеродные субстанции (такие как бактерии и вирусы) попадают в организм, IgG подает сигнал иммунной системе о том, что что-то не в порядке. В зависимости от типа гликана, связанного с IgG, этот сигнал может либо спровоцировать, либо подавить воспаление.
Гены влияют на наше поведение и здоровье. Гены — это участки ДНК, по которым строятся белки — молекулы, являющиеся основой жизни. Белки выполняют в человеческом организме много различных функций: структурные (например, волосы формируются из белка кератина), защитные (антитела, которые защищают людей от инфекций), транспортные (гемоглобин доставляет кислород в клетки крови), а также белки участвуют в химических реакциях (например, ферменты, которые помогают нам переваривать пищу). Гликаны — это сахара, прикрепленные к поверхности белка, и можно сказать, что изучение белков без учета их гликозилирования было бы похоже на попытку интерпретировать цвет по черно-белой картине.
Количество различных гликанов, присоединенных к IgG, было измерено для более 8000 человек из четырех европейских стран и соотнесено с их генетической информацией. В итоге 33 различных региона ДНК были отмечены как влияющие на гликаны на IgG. Используя эту информацию, ученые предложили новые механизмы регулирования гликозилирования IgG и показали, что существуют генетические мутации, которые одновременно влияют на гликозилирование IgG и на риск развития различных заболеваний, таких как воспалительное заболевание кишечника, ревматоидный артрит, билиарный цирроз, астма и болезнь Паркинсона. Явление, когда один ген оказывает влияние на более чем один признак, называется плейотропией.
— Знание о том, какие гены вовлечены в гликозилирование IgG, способствует пониманию, каким образом этот процесс влияет на риск возникновения различных заболеваний. То, что гликаны изменяются при различных заболеваниях, было известно и ранее, но остается неизвестным, почему это происходит. Это исследование помогает пролить свет на различные процессы, которые вовлечены в эти комплексные процессы. Это, в свою очередь, может помочь разработать / выявить новые биомаркеры болезней или предложить новые терапевтические мишени, — комментирует ведущий научный сотрудник лаборатории теоретической и прикладной функциональной геномики Факультета естественных наук НГУ к.б.н. Яков Цепилов.
Исследование координировалось совместно Горданом Лауцем
(G. Lauc, компании Genos LLC, Хорватия), Юрием Аульченко (НГУ и ИЦиГ) и Кэролайн Хэйвардс (C. Hayward, Институт генетики и молекулярной медицины Университета Эдинбурга, Шотландия). Компании Genos LLC и группа К. Хэйвардс из Университета Эдинбурга являются стратегическими партнерами лаборатории теоретической и прикладной функциональной геномики НГУ и лаборатории гликогеномики Института цитологии и генетики СО РАН. С российской стороны исследование было поддержано программой ТОП-100 НГУ и грантом РНФ 19-15-00115 ИЦиГ СО РАН.
Сеть взаимодействий генов, ассоциированных с различными гликанами IgG
