Аннотация результатов, полученных в 2020 году
Идентификация полного набора генов человека и выявление их функций и взаимодействий является необходимым условием для понимания механизмов работы организма и разработки методов воздействия с учетом всех возможных побочных реакций. До недавнего времени считалось, что ученые идентифицировали все гены человека. Однако появление технологии рибосомного профилирования показало наличие коротких транслируемых участков ДНК в ранее считавшихся нетранслируемыми областях генома. Данное открытие положило начало изучению коротких Открытых Рамок Считывания (кОРС). При этом для некоторых новых микробелков и пептидов уже открыты важные регуляторные функции, т.е. продукты этих кОРС являеются функционально значимыми. Первый год реализации проекта по анализу кОРС и их продуктов был направлен на разработку критериев оценки потенциальной транслируемости кОРС и обладания ими функциональной активности. В качестве одного из потенциальных критериев оценки была исследована сила старт-кодона в контексте консенсусной последовательности Козак. Было показано, что в случае «слабого» окружения первого старт-кодона гена возможно проскакивание рибосом и начало трансляции со следующего старт кодона, что может потенциально приводить к синтезу альтернативных изоформ белка или появлению альтернативных ОРС. Также была исследована связь наличия трансляции кОРС по данным рибосомного профилирования с уровнем консервативности нуклеотидной последовательности кОРС на разных таксономических уровнях. Неожиданным результатом было то, что среди транслируемых по данным рибосомного профилирования кОРС, присутствуют как совершенно не консервативные последовательности вплоть до, например, отсутствия консервативности старт кодона в таксоне приматов, так и кОРС с уровнем консервативности, сравнимым с таковым для основным известных генов. При этом недавно открытые кОРС с функциональными продуктами обладают преимущественно высокой консервативностью. Данные результаты позволяют предложить уровень консервативности если не в качестве критерия оценки транслируемости, то в качестве критерия оценки потенциального наличия функции у пептидно-белкового продукта. Оценка уровня трансляции участков РНК осуществляется на основе данных рибосомного профилирования, которые, в свою очередь, требуют специализированные репозитории и программное обеспечение для агрегации данных большого количества экспериментов. Одним из таких репозиториев является RiboSeq.org. Для повышения эффективности работы c данными рибосомного профилирования, в рамках проекта было создано локальное российское зеркало данного репозитория с URL http:// trips.ibch.ru:5000.

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Разработана новая платформа для изучения и анализа данных рибосомного профилирования TRIPS-VIZ. Данная платформа позволяет предсказывать транслируемые кОРС в данных пользователя, а также в большом массиве данных рибосомного профилирования из опубликованных ранее работ. В платформу интегрированы массовые протеомные данные из опубликованных ранее работ, которые позволяют подтверждать существование новых микробелков на уровне протеома. С помощью TRIPS VIZ была исследована трансляция в так называемых длинных некодирующих РНК. Результаты анализа данных позволяют сделать вывод о том, что некоторые некодирующие РНК на самом деле представляют из себя мРНК, кодирующие короткие белки меньше 100 аминокислот. В то же время трансляция в других длинных некодирующих РНК по всей видимости непродуктивна, поскольку транслируемые кОРС не являются консервативными у млекопитающих. Для систематического функционального анализа кОРС разрабатывается новый подход, основанный на модификации метода VAMP-seq. Получена библиотека из 2768 кОРС, которая будет использована для исследований. Из всего массива кОРС выбраны наиболее интересные консервативные кандидаты для изучения их функциональной роли. Получены генетические конструкции для экспрессии шести кОРС для идентификации их белковых партнеров. Разработан экспериментальный метод по идентификации белковых партнеров кОРС. Исследована регуляторная роль некоторых кОРС в регуляции трансляции при стрессе. Предложена математическая модель, обьясняющая регуляторную роль кОРС при стрессе за счет столкновения сканирующих и элонгирующих рибосом.

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В 2022 году работа нашего коллектива была направлена на аннотацию и функциональное исследование кОРС человека. Крайне важным для данной области исследований результатом явилась первая аннотация транслируемых кОРС человека, которая основана на данных рибосомного профилирования. Эта база данных кОРС использовалась нами для углубленного биоинформатического анализа функциональных особенностей кОРС. В результате работы мы обнаружили три класса аминокислотных мотивов в кОРС, имеющие потенциальную функциональную роль. Предсказано, эти три класса мотивов могут быть вовлечены в a)-регуляцию трансляции за счет влияния на скорость транслирующих рибосом, б)- в специфический контроль трансляции своей собственной мРНК, в)- в регуляцию специфических белок белковых взаимодействий за счет конкуренции за сайты связывания полипептидами, закодированными в кОРС. Кроме того, нами был обнаружен загадочный случай, при котором проскальзывающее сканирование через стартовый кодон одного из цитокинов может приводить к синтезу короткого полипептида, который вследствие своих структурных особенностей может влиять на сигнальный путь цитокина. Эти результаты позволяют создать серьезный задел для дальнейшего экспериментального изучения классов кОРС человека.