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人体由数十亿个细胞组成，每个细胞都是通过其分子部分之间无数相互作用形成和维持的。 但是，哪些相互作用可以维持健康，哪些相互作用会导致疾病呢？ 人类基因组计划为我们提供了细胞的“部分列表”，但是只有当我们能够理解这些部分如何结合或相互作用时，我们才能真正开始理解细胞的工作方式以及疾病的出了什么问题。 为了回答这些问题，科学家们需要一个基因编码蛋白之间相互作用的参考图谱（一个相互作用组），该蛋白组成细胞并在其中完成大部分。 “自1990年代中期以来，我们的协作团队就提出了相互作用基因组图可以阐明生活的基本方面的想法，”达娜-法伯癌症研究所癌症系统生物学中心（CCSB）的负责人之一马克·维达尔（Marc Vidal）说。 在波士顿。 “我们的论文描述了第一个人类相互作用组参考图谱，它构成了一个信息“支架”，以更好地了解错误的基因如何导致疾病（例如癌症），以及导致冠状病毒（COVID-19）的病毒如何与宿主人类蛋白质相互作用， ”维达尔说。 经过近十年的努力，在维达尔，戴维·希尔和迈克尔·A的共同领导下，美国，加拿大，西班牙，比利时，法国和以色列的80多名研究人员共同努力，现已制作出人类蛋白质图谱。 达纳-法伯癌症研究所的Calderwood，多伦多大学Donnelly细胞与生物分子研究中心的Frederick P Roth。 如《自然》杂志上的一项研究所述，人类参考相互作用组（HuRI）映射了8,275种人类蛋白质之间的52,569种相互作用，是同类研究中最大的。 人类有大约20,000个蛋白质编码基因，但是科学家对他们编码的大多数蛋白质知之甚少。 幸运的是，由于“关联犯罪”原理，可以从相互作用数据中收集此信息，据此原理，具有相似相互作用伙伴的两种蛋白质可能参与相似的生物过程。 “我们可以使用人类相互作用组图谱来预测蛋白质的功能，”同样是西奈卫生系统Lunenfeld-Tanenbaum研究所的高级科学家Roth说。 人们可以查找自己喜欢的蛋白质，并从与之相互作用的蛋白质中获得有关其功能的线索。” 数据已经揭示出重要的见解，例如人类蛋白质在细胞中的新作用以及在分子水平上引发疾病的错误原因。 为此，HuRI已经揭示了与程序性细胞死亡，细胞货物释放和其他过程有关的蛋白质的新功能。 并且，通过将蛋白质相互作用数据与组织特异性基因表达整合在一起，研究小组已经能够鉴定出不同组织发育和维持的蛋白质网络，从而揭示了针对多种遗传疾病（包括癌症以及潜在的传染病）的新治疗靶标。 此外，使用HuRI作为参考，他们还能够看到引起疾病的蛋白质变体如何引起网络重新布线，从而揭示这些特定疾病背后的分子机制。 癌症系统生物学中心（CCSB）科学主任Mike Calderwood博士说：“基因组测序可以鉴定出一个人携带的变异体，这些变异体使他们容易患疾病，但并不能揭示该病是如何引起的。” 达纳-法伯癌症研究所（Dana-Farber Cancer Institute）“蛋白质相互作用的改变是疾病的一种可能机制，该图谱为研究疾病相关变体对蛋白质-蛋白质相互作用的影响提供了一个起点。” 多伦多和波士顿团队此前进行了两项较小的研究，总共绘制了约14,000种蛋白质相互作用。 现在，HuRI已查询几乎所有人类蛋白质编码基因编码的蛋白质，并将图谱扩大了四倍。 为了创建HuRI，研究人员将几乎所有人类蛋白质成对共表达在酵母细胞中。 当两种蛋白质相互作用或彼此结合时，它们形成促进酵母细胞生长的分子开关，这表明相互作用已经发生。 该团队在三种基于酵母的测定的单独版本中测试了17,500种蛋白质之间所有可能的成对组合，以了解它们相互作用的能力，每种重复三次，总计达到了惊人的30亿次单独测试。 结果在8,000多种蛋白质之间产生了约53,000个高可信度二元相互作用，这已通过其他方法进行了验证。 以前从未检测到大多数交互。 尽管是迄今为止同类图中最大的图，但该图仍然不完整，占所有人类蛋白质相互作用的2-11％。 罗斯说，许多相互作用的蛋白缺失原因之一可能是因为酵母细胞缺少某些蛋白质必须具有的人特异性分子因子。 尽管有这些限制，HuRI仍使人类蛋白质之间已知相互作用的数量增加了两倍多，并将成为研究界的重要资源。 自从2019年4月在开放源代码在线出版商bioRxiv上提供HuRI以来，已经有15,000人访问了由Miles Mee，Mohamed Helmy和Gary Bader（也在Donnelly中心）建立的数据门户网站。 罗斯说：“我们已经有很多人下载整个数据集，所以我想我们会看到我们先前论文的迭代，该论文已被引用800多次，不到HuRI的大小的三分之一。” 文献来源: More information: A reference map of the human binary protein interactome, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2188-x , https:///articles/s41586-020-2188-x 新闻报道： https:///news/2020-04-world-largest-protein-clues-health.html  版权作品，未经PaperRSS书面授权，严禁转载，违者将被追究法律责任。 PaperRSS，关注生命科学，高校院所科研进展。 |
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