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“了解人体细胞与微生物组之间的接合点至关重要,”新研究的资深作者Ami Bhatt解释道。“它们如何‘沟通’?细菌菌株如何保护自己免受其他菌株的侵害?这些功能可能存在于非常小的蛋白质中,这可能比在细胞外分泌更大的蛋白质更有可能。”

传统上,由于检测存在困难这些微小的蛋白质经常被研究人员忽视。它们通常长度小于50个氨基酸,并且最有可能在细菌菌株和它们栖息的宿主之间起关键的通讯功能。为了追踪这些小信号蛋白,研究人员放大了细菌基因组。

“细菌基因组就像一本长字母的书,其中只有一些编码了制作蛋白质所必需的信息,”Bhatt说道。“传统上,我们通过搜索表明‘开始’和‘停止’信号的组合来识别本书中蛋白质编码基因的存在,这些信号将基因夹在中间。这适用于较大的蛋白质。但是蛋白质越小,更有可能的是,这种技术会产生大量误报,使结果变得混乱。“

研究人员使用一种新颖的计算方法进行了一项比较基因组学研究,揭示了超过4000个蛋白质家族,其中大部分从未被发现过。这一发现的绝对数量令研究小组感到惊讶,该研究小组预计可能会发现几百种新的小蛋白质编码基因,但却发现了数千种。

该论文发表在《Cell》杂志上,研究人员对所有4539个新发现的小蛋白家族进行了全面总结,基本上是未来研究的大型新目录。下一步他们将开始了解这些新型小蛋白质的机械功能,为潜在的新抗生素或其他治疗人类用途的药物敞开大门。

“小蛋白质可以快速合成,可以被细菌用作生物开关,在功能状态之间切换或触发其他细胞的特定反应,”Bhatt说道。“它们比较大的蛋白质更容易研究和操作,这可能促进药物开发。我们预计这将成为研究生物学的一个有价值的新领域。”

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