Licht ins Dunkle Genom bringen

Neu beschriebene Proteine ​​führen zu vielversprechenden neuen medikamentösen Therapien

In der Biologie der High School wurde uns beigebracht, dass Tausende von verschiedenen Proteinen die Zellen in unserer Haut, unseren Muskeln, unseren Nerven, Organen und unserem Bindegewebe formen. Jedes Protein besteht aus einer Kette von Aminosäuren nach einer in unserer DNA kodierten Vorlage – dem Genom.

Während Wissenschaftler die meisten der rund drei Milliarden „Buchstaben“ im menschlichen Genom erfolgreich erfasst haben, haben sie das „Proteom“ – den entsprechenden Satz von Proteinen im Körper – nicht vollständig entschlüsselt. Tatsächlich wurde fast jedes dritte unserer Proteine ​​nicht im Detail charakterisiert, und mehr als 6,000 Proteine, die von diesem "dunklen" Genom kodiert werden, bleiben weitgehend unerforscht.

Tudor Oprea, MD, PhD, Professor und Leiter der Abteilung für Translationale Informatik in der Abteilung für Innere Medizin der University of New Mexico, ist seit langem eine treibende Leidenschaft für das Bestreben, das dunkle Genom besser zu verstehen – und vielleicht neue Behandlungsmethoden für Krankheiten zu entdecken.

"Nur etwa 3,000 menschliche Proteine ​​sind gut untersucht, gut verstanden", sagt Oprea. "Denken Sie darüber nach - unsere Lehrbücher über Pharmakologie und Biochemie decken etwa 15 Prozent des menschlichen Proteoms ab. Es ist noch viel mehr Arbeit erforderlich, um den Rest des Puzzles zu lösen."

Oprea ist ein führender Forscher im Projekt Illuminating the Druggable Genome (IDG), das von den National Institutes of Health finanziert wird. Es umfasst US-Forscher der University of California, Davis, der University of California, San Francisco, der University of North Carolina at Chapel Hill, der Washington University in St. Louis, der Icahn School of Medicine am Mount Sinai, der University of Miami und Massachusetts General Krankenhaus sowie Mitarbeiter in England, Dänemark, Rumänien und Indien.

In den ersten beiden Monaten dieses Jahres erhielt Oprea eine Fortsetzung seines mehrjährigen Stipendiums für das IDG Knowledge Management Center in Höhe von 1 Million US-Dollar, und er wird sich auch mit einem Kollegen des Jackson Laboratory in Bar Harbor, Maine, einen neuen Preis in Höhe von 588,000 US-Dollar teilen.

Oprea und Larry Sklar, PhD, Distinguished Professor am Department of Pathology der UNM, Maralyn S. Budke und Robert E. Anderson Distinguished Endowed Chair in Cancer Drug Discovery und Direktor des UNM Center for Molecular Discovery, arbeiten ebenfalls mit einem Kollegen an der Universität zusammen der Miami School of Medicine im Resource Dissemination and Outreach Center der IDG.

Letztes Jahr schlug das IDG Knowledge Management Center von Oprea ein elegantes vierteiliges Schema vor, um das Genom danach zu kategorisieren, wie umfassend Gene – und die Proteine, für die sie kodieren – untersucht wurden.

Bislang ist das Wissensdefizit eher ein Selbstläufer, denn Wissenschaftler bekommen eher Fördergelder, um die bereits relativ gut beschriebenen Bereiche des Genoms zu untersuchen – ein bisschen wie der beschwipste Mann, der unter der Straßenlaterne nach seinem Schlüssel sucht, weil dort ist das licht.

Durch das IDG-Konsortium führt NIH die weltweiten Bemühungen an, Wissenschaftler bei der Erforschung wenig erforschter Proteine ​​anzuleiten, von denen einige mit Sicherheit vielversprechende Ziele für neue Arzneimitteltherapien sind.

Tatsächlich war 2018 ein hervorragendes Jahr, um dem Puzzle neue Teile hinzuzufügen: Ein Rekord von 14 neuen Wirkstoffzielen kam auf den Markt, als neue Medikamente in den USA, Europa und Japan zugelassen wurden. Und im Moment hat die IDG 400 zusätzliche "dunkle" Puzzleteile im Fadenkreuz, weitere Durchbrüche werden in Kürze erwartet.