Новая карта "человеческого взаимодействия" описывает около 14 000 прямых взаимодействий между белками. Интерактом — это сеть, образованная белками и другими клеточными компонентами, которые « слипаются ».Новая карта более чем в четыре раза больше, чем любая предыдущая карта такого рода, и содержит больше высококачественных взаимодействий, чем было получено во всех предыдущих исследованиях вместе взятых.
Старший научный сотрудник CIFAR Фредерик Рот вместе с Марком Видалем (Институт рака Дана-Фарбер и Гарвардская медицинская школа) возглавляли международную исследовательскую группу, которая написала предстоящий ноябрьский отчет. 20 бумаг в ячейке. Рот — старший научный сотрудник Исследовательского института Люненфельд-Таненбаум больницы Mount Sinai и профессор Центра клеточных и биомолекулярных исследований Доннелли при Университете Торонто.
Он также является канадским кафедрой передовых исследований в области интегративной биологии.
Используя лабораторные эксперименты, ученые определили взаимодействия, а затем, используя компьютерное моделирование, увеличили количество белков, которые «соединяются» с одним или несколькими другими белками рака.
«Мы действительно впервые показываем, что раковые белки с большей вероятностью будут соединяться друг с другом, чем со случайно выбранными нераковыми белками», — говорит Рот.
«Как только вы увидите, что белки, связанные с одним и тем же заболеванием, с большей вероятностью будут соединяться друг с другом, теперь вы можете использовать эту сеть взаимодействий в качестве инструмента прогнозирования, чтобы найти новые раковые белки и гены, которые они кодируют», — говорит Рот.
Например, два известных гена рака кодируют два белка, которые взаимодействуют с CTBP2, белком, кодируемым в месте, связанном с раком простаты, который может распространяться на близлежащие лимфатические узлы. Эти два белка участвуют в лимфоидных опухолях, что позволяет предположить, что CTBP2 играет роль в развитии лимфоидных опухолей.
Используя свой метод прогнозирования, исследователи обнаружили, что 60 из предполагаемых ими генов рака соответствуют известному пути развития рака.
Подобные открытия имеют решающее значение для понимания того, как развиваются рак и другие заболевания, и, в конечном итоге, как их лечить и предотвращать.
Подавляющее большинство белковых взаимодействий в организме человека — загадка. Рот сравнивает доктора, которого попросили лечить болезнь, с автомехаником.
"Как мы можем попросить кого-нибудь отремонтировать машину с неполным списком деталей и без указаний относительно того, как детали сочетаются друг с другом??" он говорит.
Каждый ген может кодировать несколько частей, и исследователи работают над всесторонним пониманием того, что это за части, где они находятся в клетках нашего тела и как они связаны друг с другом. Исследования пекарских дрожжей картировали взаимодействия в масштабе генома, но новое исследование — первое, которое приблизилось к этому масштабу на людях.
Исследование также показывает, что сеть белковых взаимодействий у людей охватывает гораздо более широкий спектр генов, чем предполагали некоторые прошлые исследования. Исследования часто фокусируются на «популярных» белках, которые, как уже известно, связаны с болезнью или представляют интерес по другим причинам, что создало предвзятость в нашем понимании взаимодействий, говорит Рот.
«Один из основных выводов статьи состоит в том, что если вы систематически ищете взаимодействия, вы обнаруживаете их повсюду», — говорит он.
Рот говорит, что исследование является центральным для целей программы CIFAR Genetic Networks, в частности построения карты того, как генотип организма, набор его генов, связан с фенотипом организма, его характеристиками, которые включают внешний вид и предрасположенность к болезням. Знание взаимодействий, вероятно, послужит основой для всемирных усилий по секвенированию и интерпретации геномов рака.