“一网打尽”-----蛋白质组学揭示最详尽的人类蛋白相互作用图谱

2023-05-18 23:00:13

景杰编者按：蛋白质是生命活动的最终执行者， 复杂的生命活动离不开蛋白质的参与。虽然人类基因组编码有限的基因（2.5万），但是存在可变剪接、数百种蛋白翻译后修饰、以及近乎无穷尽的蛋白质相互作用， 最终能够从容不迫地参与繁复的生命活动 。因此了解人类蛋白质相互作用，有助于我们最终理解基因组变异和疾病间的联系。2015年，哈佛医学院的研究人员利用BioPlex (biophysical interactions of ORFeome-based complexes)技术，在Cell杂志上报道23000种蛋白相互作用。最近他们在Nature上报道了BioPlex 2.0的结果，公布了迄今为止最大规模的人类蛋白质相互作用组，发现超过56000种蛋白相互作用，还鉴定到442种和疾病相关的蛋白互作communities（http://bioplex.hms.harvard.edu）。景杰生物作为全球蛋白质及翻译后修饰的领跑者，可以为您提供一整套蛋白质组学服务，助力您的蛋白质研究。


研究思路和成果： 

传统研究蛋白质相互作用都是着眼于和某一个蛋白相互作用的蛋白，常见方法有酵母双杂交、亲和层析-蛋白质质谱技术。但这些技术通量不高，没有覆盖所有的蛋白质，因此我们急需获悉整个蛋白质相互作用的组学数据。在2015年Cell文章中，哈佛医学院的研究人员利用BioPlex (biophysical interactions of ORFeome-based complexes)技术 （图 1），一次研究数千种蛋白的相互作用。


图 1. BioPlex 实验流程。将FLAG-HA-tagged ORFs 慢病毒文库转入293T细胞中，筛选阳性克隆，进行亲和层析富集，蛋白质质谱分析相互作用蛋白，最后生物信息学分析蛋白质互作网络。


他们将13 000个FLAG-HA-tagged ORFs 慢病毒文库转入293T细胞中，通过亲和层析-蛋白质质谱技术（AP-MS），做了2594个AP-MS，鉴定到7668个蛋白间23744种相互作用。在这篇Nature中，他们发现更多的蛋白质互作（56000种），相比之下BioPlex 2.0无论在数据覆盖度还是在深度上都好于BioPlex 1.0 （图 2）。除此之外，还鉴定到一些和疾病相关的蛋白互作的communities。 


图 2，BioPlex 2.0无论在数据覆盖度还是在深度上都好于BioPlex 1.0


很多人类疾病并不是单基因变化造成的，比如某一生命过程中蛋白相互作用发生较大变化，而我们对蛋白质相互作用和疾病间的联系却知之甚少。在这篇文章里，作者将BioPlex 2.0的数据和DisGeNET疾病数据库进行整合，发现了442个communities和疾病相关。以大肠癌为例，有65个蛋白和癌症相关。上述结果表明癌症的发生是一个非常复杂的过程，涉及到众多蛋白的变化：除了蛋白含量的异常外，蛋白质相互作用的变化也是非常值得关注。


图 3，BioPlex2.0和DisGeNET数据进行整合，揭示蛋白互作和大肠癌间关系。灰色表示蛋白复合体，绿色表示disease states。



参考文献：

1.Huttlin, E. L. et al. The BioPlex network: a systematic exploration of the human interactome. 2015, Cell, 162, 425–440. 


2.Edward L. huttlin, et al. Architecture of the human interactome defines protein communities and disease networks. 2017, Nature, doi:10.1038/nature22366. 


景杰生物通过整合以组学为导向（包括基因蛋白质组学和组蛋白密码组学）的生物标志物发现、以生物标志物为导向的药物研发、以高质量抗体为基础的诊断试剂盒开发这三个环节，逐步构建起“疾病精准分层”、“精准药物研发”、“疾病精准诊断” 三位一体的精准医疗产业化发展的运作链条，从而为精准医疗产业化开创出一片广阔前景, 并开辟出一条可行路径。







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