Исследовательские коллективы из лаборатории рекомбинационного и сегрегационного анализа ИЦиГ СО РАН и лаборатории теоретической и прикладной функциональной геномики НГУ совместно с ведущими зарубежными учеными выполнили важный проект, посвящённый изучению генетического регулирования уровней сложных углеводов — гликанов, связанных с иммуноглобулином G (IgG) человека. Эти новые данные дают глубокое понимание биологических механизмов, определяющих развитие множества заболеваний и открывают перспективы для поиска новых биомаркеров и подходов к терапии.
Гены, белки и гликаны: формула здоровья
Давно известно, что наследственная информация определяет не только особенности внешности, но и ключевые жизненные процессы. Гены — это уникальные «инструкции» в нашей ДНК, по которым создаются белки, выполняющие в организме многообразные задачи: они строят ткани, защищают от инфекций, обеспечивают транспортировку веществ и регулируют важнейшие реакции обмена. Но кроме этого, белки являются носителями гликанов — специфических углеводных цепей, играющих критическую роль в их функционировании.
Гликаны действуют как биологические метки и тонкие регуляторы. Они не просто «украшают» белковые молекулы, а радикально меняют их свойства — так, словно цветная палитра раскрывает полноту картины, а не собирает оттенки в черно-белую гамму. Понимание этих процессов становится ключом к выявлению причин различных заболеваний и эффективных стратегий борьбы с ними.
Иммуноглобулин G и его углеводная «подпись»
В центре внимания исследования оказался иммуноглобулин G — главный защитник иммунной системы. Как только в организм проникают патогены, IgG активирует иммунную защиту. Набор гликанов, прикреплённых к этой молекуле, меняет направление иммунного ответа: разные гликаны способны усиливать воспаление или, наоборот, снижать его интенсивность.
Команда решила определить, какие гены управляют этим гликозилированием. Чтобы выполнить столь масштабную задачу, были собраны биологические образцы у более чем 8 тысяч людей из четырех европейских стран. У всех участников детально измерили состав гликанов на иммуноглобулине G и сопоставили результаты с их генетическими данными, чтобы выявить закономерности.
Генетика гликозилирования: новые горизонты
Анализ позволил обнаружить 33 участка генома, оказывающих влияние на типы гликанов, связанных с IgG. Впервые стало очевидно, что некоторые из найденных генетических вариаций не только определяют структуру гликанов, но напрямую связаны с риском появления серьезных хронических и аутоиммунных заболеваний, таких как ревматоидный артрит, хронические воспалительные процессы в кишечнике, первичный билиарный цирроз печени, астма и даже болезнь Паркинсона. Явление, когда одни и те же участки ДНК затрагивают одновременно несколько признаков, известно как плейотропия.
Выход на связь между гликозилированием и развитием болезней — увлекательный шаг вперед. До сих пор было достоверно известно, что гликаны меняются при различных патологиях, однако причины этих изменений оставались неясны. Благодаря кросс-дисциплинарной работе российских и зарубежных ученых стало возможным реконструировать комплексные взаимодействия в клетке и понять, как нарушенные процессы гликозилирования отражаются на организме целиком.
Вклад международной коллаборации и партнёров
Успешная реализация проекта стала возможной благодаря тесному сотрудничеству исследовательских групп. Руководителями были Г. Лауц (G. Lauc, Genos LLC, Хорватия), Ю. Аульченко (НГУ, ИЦиГ СО РАН) и К. Хэйвардс (C. Hayward, Институт генетики и молекулярной медицины, Университет Эдинбурга, Шотландия). Genos LLC и исследовательская группа Университета Эдинбурга уже много лет поддерживают стратегическое партнёрство с сибирскими лабораториями, вводя в процессы самые прогрессивные подходы и технологии.
Объединяя талантливых учёных из разных стран и дисциплин, инициатива открывает новые пути для эффективного междисциплинарного обмена знаниями, что особенно важно для таких комплексных направлений, как молекулярная медицина и генетика человека.
Перспективы медицины будущего
Понимание механизмов гликозилирования IgG открывает ворота для создания новых диагностических тестов и методов терапии. Точная идентификация генов, которые контролируют эти процессы, позволит выработать инновационные биомаркеры — вещества, по которым можно выявлять заболевания на начальных стадиях или прогнозировать течение болезней. Не менее значимым является и поиск терапевтических мишеней: индивидуально подобранные методы вмешательства, воздействующие на определённые генетические участки, могут стать основой персонализированной медицины и значительно повысить эффективность лечения.
Уже сегодня полученные российскими и зарубежными коллегами результаты формируют новые подходы к профилактике и терапии широкого спектра заболеваний. Команда оптимистично смотрит в будущее: дальнейшее изучение роли гликанов в регуляции иммунных реакций позволит улучшить качество жизни многих людей и продолжит формировать фундаментальные основы будущей медицины.
Биомедицинский потенциал: шаг вперед для науки
Работа консорциума, включающего специалистов ИЦиГ СО РАН, НГУ, Genos LLC и Университета Эдинбурга, не только подчеркивает высокий уровень научного сотрудничества, но и подтверждает огромный потенциал открытий на стыке генетики, молекулярной биологии и клинической медицины. Современные знания о гликозилировании становятся мощным инструментом анализа сложных заболеваний и поиска рациональных подходов к их лечению.
Этот исследовательский проект вдохновляет на новые свершения: впереди ожидается ещё больше совместных работ, направленных на достижение значимых результатов для здоровья и благополучия людей по всему миру.
Источник: scientificrussia.ru
