Egyedülálló eszközt fejlesztettek magyar kutatók

Az Eötvös Loránd Tudományegyetem Matematikai Intézetének és a Magyar Tudományos Akadémia Természettudományi Kutatóközpontjának kutatói olyan módszert dolgoztak ki, amely az extrém körülmények között élő baktériumközösségek vizsgálatával új emberi fehérje- és enzimfunkciók felfedezéséhez vezethet. A bioinformatikai eszközről szóló közlemény 2014. július 23-án jelent meg a PLoS ONE folyóiratban.

A Vértessy Beáta (MTA TTK, Enzimológiai Intézet és BME, Alkalmazott Biotechnológiai és Élelmiszertudományi Tanszék) és Grolmusz Vince (ELTE Természettudományi Kar, Matematikai Intézet) által közösen vezetett munkában a kutatók létrehozták a „Metagenomikai Teleszkópot", azaz egy olyan bioinformatikai eszközt, amelynek segítségével egyes enzim-családokból kiindulva a család tagjaihoz hasonló fehérjéket keresnek az extrém körülmények között élő bakteriális közösségek genetikai információi (metagenomok) felhasználásával. Az itt talált potenciálisan új fehérjéket a teleszkóp segítségével „leképezik" emberi fehérjékre, és a képekből következtethetnek egyes emberi fehérjék még nem ismert funkciójára.

A metagenomika az utóbbi tíz évben virágzásnak indult tudományterület, amely az élőlények azonosítására és a törzsfára való besorolására a DNS-fragmenseikben található információt  használja. A területen végzett kutatások olyan felismerésekhez vezettek, amelyek alapjaiban rengettek meg számos feltevést: kiderült például, hogy az addig szinte sterilnek vélt tengervíz  vagy anyatej mikroorganizmusok sokaságát tartalmazza, hogy egyes hőforrások 100 Celsius fok körüli hőmérsékletű vízében egysejtű lények élnek és szaporodnak, illetve, hogy a szintén sterilnek hitt egészséges tüdőnkben bakteriofágok tömege él. Jelenleg a felfedezések orvosi és biotechnológiai feldolgozása zajlik, amelyek megváltoztathatják sok betegségről és ezek kezeléséről alkotott ismereteinket, valamint számos vegyipari technológiát is.

A Metagenomikai Teleszkóp ezen új információforrások felhasználását teszi lehetővé, fehérjék eddig még nem ismert funkcióinak felderítéséhez. Mind az emberi, mind pedig az állati fehérjék túlnyomó többségének funkciója ma még nem ismert (hipotetikus fehérjék, illetve nem-annotált fehérjék); így a Szalkai Balázs (ELTE), Scheer Judit (MTA/BME) és Nagy Kinga (MTA/ BME) doktori hallgatók részvételével megalkotott Teleszkóp új eszközt ad a kutatók kezébe a metagenomikai tudás integrálásával saját biológiánk megértése felé. A Metagenomikai Teleszkóp által azonosított fehérjefunkciók elsősorban a sejt védekező mechanizmusaiban (DNS hibafelismerés és hibajavítás, fehérjék feltekeredésének segítése, stressz válasz, külső  károsító anyagokkal szembeni védekezés) szerepet játszó újszerű funkciókat azonosíthatnak.