Cell:最大规模的人类蛋白质互作组图谱

科学家们构建出了迄今为止最大规模的人类基因组编码蛋白直接互作图谱，并预测出了与癌症相关的几十个新基因。

这一新“人类互作组（interactome）”图谱描述了蛋白质之间的1.4万个直接相互作用。这一互作组是由蛋白质和“连接在一起”的其他细胞元件所形成的一个网络。新图谱比以往这一类的所有图谱要大4倍以上，包含了比以往所有研究汇总到一起还要多的高质量相互作用。

加拿大高等研究院（CIFAR）的高级研究员Frederick Roth，和Dana-Farber癌症研究所及哈佛医学院的Marc Vidal共同领导了这一国际研究小组，他们的研究结果发表在11月20日的《细胞》（Cell）杂志上。

利用一些实验室实验，科学家们鉴别了这些相互作用，然后利用计算机模拟他们放大观察了与一个或多个其他的癌蛋白“连接”的蛋白质。

Roth说：“我们第一次证实，癌蛋白更有可能彼此相互联系，而不是与随机选择的非癌蛋白联系。”

Roth 说：“既然你看到了与同一疾病相关的一些蛋白更有可能彼此联系，现在你就可以利用这一相互作用网络作为预测工具来寻找新的癌蛋白，以及编码它们的基因。”例如，两个已知癌基因编码的两种蛋白质都与CTBP2发生了互作。CTBP2是由与前列腺癌相关的一个位点编码的蛋白质。前列腺癌可以扩散至邻近的淋巴结，这两个蛋白都与淋巴肿瘤相关，表明CTBP2在淋巴肿瘤的形成中发挥了作用。

利用他们的预测方法，研究人员发现其预测的癌基因中有60个癌基因融入了一条已知的癌症信号通路。

像这些研究发现对于理解癌症和其他疾病的形成机制，以及最终如何治疗和预防它们至关重要。人体中绝大多数的蛋白质互作是一个谜。Roth将治疗患者疾病的医生比作是汽车修理工。

“我们怎么能要求别人去修理一辆零件清单不完整，也没有零件组装指南的汽车？”他说。

每个基因都可以编码多个零件，研究人员正在致力于全面地了解所有这些零件是什么，它们存在于机体细胞内的什么地方，以及它们如何联系彼此。一些面包酵母研究在基因组水平上绘制出了相互作用，但新研究是首次在人类中接近这样的规模。

这项研究揭示出的蛋白质互作网络覆盖的基因范围比过去的一些研究要广阔得多。Roth说，一些研究往往将焦点放在已知与疾病相关，或是因其他原因而让人感兴趣的“普通”蛋白质上，导致我们对于相互作用的理解存在偏差。

“这篇论文的一个主要结论就是，当你系统地寻找相互作用时，你会发现它们无处不在。”

Roth说，该研究是CIFAR遗传网络项目目标的核心，即建立生物体的基因型（它的整套基因）与生物体的表型（包括外表和疾病易感性在内的特征）之间相互联系的图谱。了解这些相互作用有可能推动全世界的研究努力测序及解译癌症基因组。

原文检索：

Thomas Rolland, Murat Taşan, Benoit Charloteaux, Samuel J. Pevzner, Quan Zhong, Nidhi Sahni, Song Yi, Irma Lemmens,Celia Fontanillo, Roberto Mosca, Atanas Kamburov, Susan D. Ghiassian, Xinping Yang, Lila Ghamsari, Dawit Balcha, Bridget E. Begg,Pascal Braun, Marc Brehme, Martin P. Broly, Anne-Ruxandra Carvunis, Dan Convery-Zupan, Roser Corominas,Jasmin Coulombe-Huntington, Elizabeth Dann, Matija Dreze, Amélie Dricot, Changyu Fan, Eric Franzosa, Fana Gebreab, Bryan J. Gutierrez,Madeleine F. Hardy, Mike Jin, Shuli Kang, Ruth Kiros, Guan Ning Lin, Katja Luck, Andrew MacWilliams, Jörg Menche, Ryan R. Murray,Alexandre Palagi, Matthew M. Poulin, Xavier Rambout, John Rasla, Patrick Reichert, Viviana Romero, Elien Ruyssinck, Julie M. Sahalie,Annemarie Scholz, Akash A. Shah, Amitabh Sharma, Yun Shen, Kerstin Spirohn, Stanley Tam, Alexander O. Tejeda, Shelly A. Trigg,Jean-Claude Twizere, Kerwin Vega, Jennifer Walsh, Michael E. Cusick, Yu Xia, Albert-László Barabási, Lilia M. Iakoucheva, Patrick Aloy,Javier De Las Rivas, Jan Tavernier, Michael A. Calderwood20, David E. Hill20, Tong Hao20, Frederick P. Roth, Marc Vidal. A Proteome-Scale Map of the Human Interactome Network. Cell, 20 November 2014; DOI:10.1016/j.cell.2014.10.050