Przez długi czas uważano, że w ludzkich komórkach funkcjonuje około dwudziestu tysięcy białek, a liczba ta wydawała się wyczerpująca. Najnowsze badania dowodzą jednak, że poza znaną listą istnieją tysiące maleńkich cząsteczek zdolnych do wpływania na najróżniejsze procesy – od podziału komórek po reakcję na stres.
Tradycyjny model proteomu kształtował się przez dziesięciolecia w oparciu o duże, dobrze poznane białka. Niewielkie fragmenty kodowane przez krótkie otwarte ramki odczytu były często odrzucane jako przypadkowe lub nieistotne. Wszystko wskazuje na to, że to właśnie one okazały się kluczem do zrozumienia wielu subtelnych mechanizmów regulacyjnych, które wcześniej umykały uwadze badaczy.
Praca opublikowana w czasopiśmie „Nature” opisuje systematyczne poszukiwania takich mikrobiałek i peptydyn. Naukowcy wykorzystali połączenie spektrometrii mas i profilowania rybosomów, aby zidentyfikować nieznane dotąd produkty translacji. Według uzyskanych danych w ludzkim genomie może istnieć kilka tysięcy dodatkowych krótkich białek, z których wiele lokalizuje się w mitochondriach lub bierze udział w szlakach sygnalizacyjnych.
Cząsteczki te nie tylko „uzupełniają” obraz całości. Niektóre z nich najprawdopodobniej regulują aktywność większych białek, podobnie jak małe trybiki w zegarku decydują o precyzji działania całego mechanizmu. Badania sugerują, że zaburzenia w funkcjonowaniu mikrobiałek mogą wiązać się z chorobami nowotworowymi i neurodegeneracyjnymi, choć dokładne mechanizmy wymagają jeszcze doprecyzowania.
Szczególnie godne uwagi jest to, że wiele z odkrytych peptydyn wykazuje aktywność tylko w określonych warunkach – na przykład podczas głodzenia lub stresu oksydacyjnego. Przypomina to sytuację z przyrody, w której małe owady zapylające stają się niezastąpione tylko w konkretnym sezonie, podczas gdy przez resztę czasu pozostają niemal niezauważalne.
Odkrycie to zmusza do ponownego zweryfikowania samego pojęcia „funkcjonalnego” genomu. To, co dawniej zaliczano do „ciemnej materii” DNA, teraz zyskuje konkretne role. Eksperci zaznaczają, że dalsze badania będą wymagały nowych metod zdolnych do uchwycenia dynamiki tych maleńkich cząsteczek w żywych tkankach.
Zrozumienie mikrobiałek otwiera drogę do dokładniejszej diagnostyki i być może do opracowania leków wymierzonych w cele, które dotąd pozostawały niewidoczne.
