Мрежа од молекули ги открива „невидливите“ метаболити

Научниците развија нов пристап што може да помогне во идентификувањето на голем број сè уште непознати молекули во човечкото тело. Алатката, наречена Molecular Community Network (MCN), ги поврзува молекулите според нивната сличност и создава поширока основа за откривање биомаркери.

Во метаболомиката, истражувачите ги проучуваат малите молекули што настануваат при процеси како разградување храна, лекови и други супстанции во клетките. Тие најчесто се откриваат со масена спектрометрија, но повеќето сигнали не можат да се поврзат со позната молекуларна структура. Овој непознат дел од метаболомот често се нарекува „темна материја“.

Јавните бази содржат околу 8,4 милиони масени спектри на познати и непознати молекули, а проценките покажуваат дека непознатиот дел може да опфаќа до 90 отсто од набљудуваниот молекуларен простор. Тоа претставува голем извор на податоци, но и сериозен предизвик за нивното биолошко толкување.

Постојните мрежни методи ги поврзуваат молекулите само кога нивната сличност го надминува однапред зададениот праг. Така, молекули што се биолошки сродни можат да останат разделени. MCN наместо тоа ја дели целата мрежа на природни заедници со силни внатрешни врски, а потоа ги задржува најзначајните поврзувања за заедниците да останат целосни.

На овој начин, речиси 95 отсто од молекулите се поврзани со барем еден сосед и се сместени во одредена мрежна заедница. Познатите молекули во тие заедници можат да послужат како насока за предвидување на идентитетот на непознатите, процес познат како пренесување на анотација.

Истражувачкиот тим, предводен од Владимир Богински од Универзитетот во Централна Флорида, веќе го искористил методот за откривање нова класа жолчни киселини што ги создаваат цревни микроорганизми. Една од нив се појавува само кај мали деца. Нејзиното постоење најпрво било предвидено преку мрежата, а потоа потврдено во лабораторија.

Резултатите, објавени во списанието Cell Reports Methods, покажуваат дека MCN може да претвори дел од досегашните „слепи улици“ во метаболомиката во истражливи молекуларни траги. Бидејќи методот користи веќе собрани масени спектри, тој отвора можност за повторна анализа на огромни јавни бази и за пронаоѓање биомаркери поврзани со болести, терапија и здравјето на клетките.