2015年9月21日

相互作用组:定位蛋白质相互作用

乍看上去

  • 研究人员创建了一个草图,涵盖了超过100万种动物(包括人)中的100万种蛋白质相互作用(“相互作用组”)。
  • 了解这种相互作用将增进我们对人体如何工作以及可能导致疾病的错误的理解。
蛋白质复合物 研究人员按照其成分的平均估计年龄排列了蛋白质复合物,如此处所示,以深入了解它们随着时间的演变。多伦多大学。

基因组学是对生物体完整的DNA集合(包括其所有基因)的研究。研究人员已经鉴定出超过20,000种人类基因,它们编码蛋白质,是人体的基本组成部分。对人体蛋白质及其功能,蛋白质组学的研究更加复杂。每个基因都不只是编码一种蛋白质。可以以不同的方式读取一段DNA并将其翻译成蛋白质。蛋白质也相互作用形成功能复杂的复合物,很难研究。

由得克萨斯大学奥斯汀分校的爱德华·马可特博士和多伦多大学的安德鲁·埃米利博士领导的一组研究人员着手绘制了涵盖多种动物(metazoan)物种的蛋白质复合物的完整图谱。通过研究跨物种的这些复合物,科学家希望对人类生物学,发育和进化有深入的了解。他们选择了其他8个已对其基因组测序的物种。该物种-蠕虫,苍蝇,小鼠,海胆,青蛙,海葵,变形虫,酵母以及人类,大约跨越了十亿年的进化。科学家们还研究了跨物种的多种细胞类型和发育阶段。

为了分离完整的蛋白质复合物,研究小组使用了一种称为生化分级分离的技术。然后,他们使用定量质谱法检查了复合物的蛋白质成分。这项研究部分由美国国立卫生研究院国立普通医学科学研究所(NIGMS)资助,已发表在 性质 在2015年9月17日。

该团队检测并验证了人类中超过16,600种蛋白质相互作用。由于大多数相互作用在整个物种中都是保守的,因此该团队能够扩展其发现并预测超过122种具有测序基因组的蛋白质之间的相互作用。他们使用这种方法预测了超过一百万种蛋白质相互作用。

研究小组利用这些预测的相互作用将蛋白质归类为功能复合物。他们确定了将近1000个复合体。许多是在动物生命之前就已经存在的古老动物,并且在细胞功能中起了至少十亿年的核心作用。其他复合物是多细胞生物所独有的,有助于将细胞保持在一起,指导其命运或确定其组织。

在这种方法如何深入了解人类疾病的一个例子中,研究小组发现了一种被称为Commander的蛋白质复合物,在青蛙的头部和眼睛发育中发挥了意外的作用。其蛋白质成分之一最近与人们的智力障碍和其他发展问题有关。

Marcotte说:“从本质上讲,我们能够构建出一种组装图,说明成千上万种不同的蛋白质如何聚集在一起,以在大多数动物的细胞内发挥其适当的作用。” “人类中的蛋白质组装通常与其他物种中的组装相同。这不仅增强了我们对共同进化祖先的了解,还具有实际意义,提供了研究多种疾病的遗传基础以及它们在不同物种中的存在方式的能力。”

—哈里森·温(Harrison Wein)博士

相关链接

参考文献: 古代后生大分子复合体的全景。 Wan C,Borgeson B,Phanse S,Tu F,Drew K,Clark G,熊X,Kagan O,Kwan J,Bezginov A,Chessman K,Pal S,Cromar G,Papoulas O,Ni Z,Boutz DR,Stoilova S ,Havugimana PC,Guo X,Malty RH,Sarov M,Greenblatt J,Babu M,Derry WB,R Tillier E,Wallingford JB,Parkinson J,Marcotte EM和Emili A. 性质。 9月17日; 525(7569):339-44。 doi:10.1038 / nature14877。 Epub 2015年9月7日。PMID:26344197。

资金: 美国国立卫生研究院国家普通医学研究所(NIGMS);国家科学基金会;加拿大卫生研究所;加拿大自然科学与工程研究理事会;德克萨斯州癌症预防与研究所;安大略研究基金;和韦尔奇基金会。