Виды Земли имеют больше общего, чем считалось ранее

Земля содержит множество жизненных форм — от известных животных и растений до небольших, более выносливых жизненных форм, таких как археи, вирусы и бактерии. Эти формы жизни принципиально различны вплоть до клеточного уровня. Или так думали ученые.

Сейчас международная команда исследователей проанализировала белки, найденные в 100 различных видах — от бактерий и архей до растений и людей. Это крупнейшее картирование белков, которое когда-либо проводилось среди разных видов.

Они узнали, что эти формы жизни на самом деле имеют ряд общих характеристик. Исследование представляет собой сотрудничество между исследователями из группы профессора Матиаса Манна из Центра исследований белка Novo Nordisk Foundation и Института биохимии Макса Планка. Он был опубликован в ведущем научном журнале Nature.

«Мы нанесли на карту белки, вместе названные протеомом 100 различных видов. И очевидно, что они крайне разные. В то же время у них больше общего, чем мы думали. Во всех этих формах жизни большая часть белков сосредоточена на метаболизме и поддержании баланса белка », — говорит профессор Матиас Манн.

Читайте также: А вы знали что есть ПК игры в которых можно исследовать космос? Если нет, тогда рекомендуем вам почитать обзор Outer Wilds тут, это игра где вы можете исследовать умирающую солнечную систему, в ее последние мгновенья жизни.

Удвоение экспериментально подтвержденных белков

Ранее исследователи интересовались главным образом ДНК различных организмов. Например, сколько генетического материала люди делят с разными животными. Однако с развитием технологий, используемых для изучения организмов на молекулярном уровне, исследователи обратились к белкам, рабочим лошадкам клетки.

«Общей характеристикой всех этих форм жизни является тот факт, что высокий процент их протеомов сосредоточен на поддержании своего рода баланса, так называемого гомеостаза. Другой общей характеристикой является тот факт, что большая доля белков помогает генерировать энергию. Хотя способы, которыми это делается, различаются — от фотосинтеза до сжигания углеводов », — говорит Альберто Сантос Дельгадо, который во время исследований работал в Центре исследований белка Novo Nordisk Foundation.

Исследователи использовали передовые технологии под названием масс-спектрометрия для изучения всех 100 видов. Технология позволила им удвоить количество белков, подтвержденных экспериментально.

Предыдущие исследования предсказывали, сколько и какие белки существуют, основываясь только на генетическом коде и биоинформационных расчетах. Тем не менее, новое картирование белка предоставило фактические данные о существовании очень большого количества новых белков.

Машинное обучение может выявить новые корреляции

«Наша работа по соединению количественной масс-спектрометрической протеомики с ресурсами базы данных привела к созданию набора данных из восьми миллионов точек данных с 53 миллионами взаимосвязей. Мы сделали все данные общедоступными, что позволило другим исследователям использовать их для выявления новых корреляций. Новые технологии, основанные на машинном обучении, находятся на подъеме, и мы ожидаем, что они получат выгоду от большого и унифицированного набора данных, который мы предоставляем публично », — говорит аспирант Йоханнес Мюллер из Института биохимии Макса Планка.

Исследователи из Университета Копенгагена сосредоточились на обработке данных и анализе биоинформатики, а исследователи в Институте биохимии Макса Планка в Мюнхене сосредоточились на масс-спектрометрии.

На сайте Proteomes of Life исследователи сделали все данные проекта доступными для общественности.

Исследование финансировалось Обществом Макса Планка по развитию науки, программой EU Horizon 2020 и Фондом Ново Нордиск.