Facebook для протеома

Ученые из Гарвардской медицинской школы (HMS) создают карту белковых взаимодействий в человеческой клетке — "интерактом". Команда под руководством Уэйда Харпера и Стивена Джиджи начала каталогизировать все белковые комплексы в человеческом протеоме, создав сеть BioPlex.

Первые результаты

В исследовании, опубликованном в журнале Cell, ученые применили высокопроизводительную аффинную очистку в паре с масс-спектрометрией к более чем 10% человеческого протеома. Они идентифицировали почти 24 000 взаимодействий между более чем 7 600 белками, причем 86% из этих взаимодействий были ранее неизвестны.

"Можно сказать, мы создаем Facebook для человеческого протеома", — сказал Эдвард Хаттлин, ведущий автор статьи. — "Мы пытаемся выяснить, какие белки связаны с какими другими белками в клетке".

Архитектура сети позволяет предсказывать локализацию белков в клетке, их участие в биологических процессах и молекулярные функции.

Масштаб и вызовы

Работа в таком масштабе сопряжена с проблемами поддержания качества, работы инструментов и организации больших объемов протеомных данных. Инфраструктура финансируется Biogen и Национальным институтом исследования генома человека (NHGRI). Все данные публично доступны через базы данных BioGRID и сайт BioPlex в HMS.

Ключевое преимущество подхода — изучение взаимодействий белков в интактной клетке, а не в изоляции, что позволяет обнаруживать связи, которые могут разрушаться при разделении.

Применение: белки БАС

Чтобы продемонстрировать силу метода, ученые исследовали мутации и белки, связанные с боковым амиотрофическим склерозом (БАС, болезнь Лу Герига). Они обнаружили ранее непредполагаемые взаимосвязи между белками, экспрессируемыми генетическими вариантами, найденными у людей с этим заболеванием.

Будущее работы

Работа продолжается над остальными 90% человеческого протеома. На 1 июля в BioGRID уже депонировано более 50 000 взаимодействий, полученных в экспериментах с более чем 25% человеческих генов.

"Для меня самой поразительной частью этого предприятия было то, насколько легко многие человеческие гены с совершенно неизвестной функцией раскрывают свои секреты", — сказал Стивен Джиджи. — "Нам просто нужно было экспрессировать белок, и через его ассоциации часто можно точно определить цель жизни этого гена".

Сеть BioPlex проливает свет на "темную материю" протеома и, как ожидается, станет основой для бесчисленных будущих исследований в клеточной биологии.