Интересным дополнением к этой работе является исследование группы израильских учёных. Если предыдущая работа отвечала на вопрос «какие возможные последовательности белка могут быть в принципе», то работа израильских исследователей даёт прямой ответ на вопрос «какие разнообразные белковые варианты реально присутствуют в живом организме».

Они задались вопросом: существуют ли в нормальном протеоме наряду с каноническими вариантами белков их альтернативные формы, отличающиеся одной аминокислотой? И если да — то сколько их, как они устроены, и чем отличаются от генетически закодированных вариантов?

Для этого они проанализировали масс-спектры из общедоступного атласа протеома здоровых тканей, разработали многоступенчатую процедуру валидации и обнаружили около 14 тысяч валидированных пептидов с заменами, соответствующих 7 тысячам уникальным одноаминокислотным заменам, сосуществующим вместе со своими референсными протеоформами. Затем они использовали данные РНК-секвенирования тех же образцов, чтобы разделить замены на генетические (поддерживаемые РНК) и не-генетические (которые авторы интерпретируют как ошибки трансляции). Оказалось, что около 60% всех обнаруженных замен не имеют поддержки в РНК, т.н. они возникают в процессе синтеза белка.

Затем авторы показали, что ошибки трансляции не случайны: есть повторяющиеся наиболее частые замены. При этом альтернативные варианты белков менее стабильны и как правило разрушаются протеасомой: при ингибировании протеасомы их относительное содержание значительно возрастает.

Наконец, исследуя функциональные последствия, авторы обнаружили, что замены встречаются около активных центров и сайтов связывания сильнее, чем можно объяснить случайностью. Некоторые замены повторяются у многих людей и в разных тканях, а среди 227 уникальных замен в гемоглобине 27 точно совпали с известными клиническими вариантами, влияющими на сродство к кислороду. Более того, при аминокислотном голодании клеток (триптофан, тирозин, лейцин, аргинин) спектр ошибок трансляции меняется адаптивно — клетка увеличивает частоту определённых замен в ответ на стресс.

Иными словами, здоровый протеом — это не статический каталог из десятков тысяч строго определённых белков. Это динамический ансамбль, где для каждой канонической последовательности существует множество альтернативных вариантов, возникающих в результате неизбежных (и, вероятно, регулируемых) ошибок трансляции. Клетка постоянно «пробует» тысячи вариантов каждого белка, часть из них она затем разрушает, часть — использует, чтобы модулировать ту или иную функцию или использовать при стрессе.