Cell:最大规模的蛋白质互作组网络图谱

人类大约有2万个蛋白质编码基因，尽管自十年前首次完成人类基因组测序以来取得了一些显著的进展，对于这些蛋白质如何在细胞内发挥功能，科学家们仍然只详细了解了其中的一小部分。

作为人类基因组计划的延伸，蛋白质组学领域正在致力揭示蛋白质是如何执行由生成它们的基因所编码的过程的。一些先进的工具已帮助鉴别出了驱动细胞功能的一些蛋白质以及与它们协同作用的伙伴蛋白网络。细胞生物学家们将焦点放在一些特殊的蛋白质家族上，一直在努力解析在一些共同的信号通路中它们相互作用影响健康和疾病的机制。

现在来自哈佛医学院的科学家们为我们讲诉了一个更大的、有关构成人类“互作组”的相关蛋白的复合物及蛋白质簇的故事。由Wade Harper和Steven Gygi领导的一个研究小组，已开始着手捕获及编写人类蛋白质组中所有蛋白质复合物的目录，构建一张他们称作为BioPlex网络的图谱。

初步成果

在发表于《细胞》（Cell）杂志上的一篇论文中，他们描述了系统探索这一互作组的初步成果。利用高通量的亲和纯化及质谱法，他们研究了超过10%的人类蛋白质组。在亲和纯化过程中，研究人员利用一个蛋白来作为“诱饵”捕获互作的伙伴蛋白。质谱法则可通过测量蛋白质的质量及其他的属性来鉴别它们。

论文的主要作者、Gygi 实验室研究人员Edward Huttlin说：“可以说我们正在构建一个人类蛋白质组Facebook。就像我们通过了解某个人的朋友及往来的对象来认识他一样，我们正在设法以相同的方式阐明细胞中哪些蛋白质与另外哪些蛋白质相关。”

在这次最大规模的研究中，他们鉴别了7,600个蛋白质之间近2.4万个互作——其中86%为以往未知。这一网络架构预测了蛋白质在细胞内的定位，它们是哪些生物过程的组成部分，及它们扮演了什么样的分子角色。

Huttlin说，通过研究这些互作模型以及存在于这一网络中的“团体”，科学家们可以推导出有关网络中较少研究的组件潜在功能的一些假说。

尽管当前有一些数据库也描述了哺乳动物细胞中的蛋白质互作，但都不完整。这一研究小组的目的就是要全面地绘制出各个蛋白质功能的图谱以及整个蛋白质组的结构图。

ALS蛋白质

为了证实他们研究工作的影响力，他们检测了与肌萎缩侧索硬化症相关的遗传突变及有关蛋白质。他们发现了通过患者遗传序列变异表达的蛋白质之间存在的一些从前未想到的关系。

Harper说，他们还在继续研究另外90%的人类蛋白质组。截止到7月1日，这一研究小组已向BioGRID存放了对超过25%的人类基因开展实验研究生成的5万多个互作。

Harper说：“我们希望能够描绘出细胞中尽可能多的分子机器——相互作用的复合物。我们已取得了部分成果，相比于以往所做的已经获得了大量的数据。但仍然有很多的工作要做。”

参考文献：

The BioPlex Network: A Systematic Exploration of the Human Interactome

来源：生物通