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La più grande mappa del mondo delle connessioni della proteina tiene le bugne a salubrità ed alla malattia

Il corpo umano è composto di miliardi di celle, di cui ciascuno è fatto e mantenuto con le interazioni innumerevoli fra le sue parti molecolari. Ma che le interazioni sostengono la salubrità e quale possono causare la malattia quando vanno storto?

Il progetto Genoma Umano ci ha fornito “un elenco dei pezzi„ per la cella, ma soltanto se possiamo capire come queste parti vanno insieme, o interagiamo, possiamo noi realmente cominciare a capire come la cella lavora e che cosa va male nella malattia.

mappa del geneCrediti di immagine: Tartila/Shutterstock.com

Per rispondere a queste domande, gli scienziati hanno avuto bisogno di una mappa di riferimento delle interazioni--un interactome-- fra le proteine gene-codificate, che compongono le celle e fanno la maggior parte del lavoro in loro.

Dalla metà del 1990 la s, il nostro gruppo di collaborazione ha spinto l'idea che le mappe del interactome possono illuminare gli aspetti fondamentali di vita.„

Marc Vidal, Direttore del centro per biologia di sistemi del Cancro (CCSB) al Dana-Farber Cancer Institute, Boston

“Il nostro articolo descrive la prima mappa umana di riferimento del interactome, costituente “un'impalcatura„ di informazioni per capire meglio come i geni difettosi causano le malattie quale cancro, ma anche come virus quale il coronavirus che induce COVID-19 ad interagire con le loro proteine umane ospite,„ dice Vidal.

Quasi una decade nella fabbricazione, la mappa umana della proteina ora è grazie disponibili ad uno sforzo comune, comprendente oltre 80 ricercatori negli Stati Uniti, Canada, Spagna, Belgio, Francia e Israele, piombo insieme da Vidal, dalla collina di David E e da Michael un Calderwood, al Dana-Farber Cancer Institute, a Frederick P Roth, all'università di centro del Donnelly di Toronto per la ricerca cellulare e biomolecolare.

Il più grande del suo genere, la mappa di Interactome di riferimento dell'essere umano (HuRI) traccia una carta di 52.569 interazioni fra 8.275 proteine umane, come descritto in uno studio pubblicato in natura.

Gli esseri umani fanno ancora a circa 20.000 geni ma conoscere agli scienziati di proteina-codifica notevolmente piccolo circa la maggior parte delle proteine che codificano. Fortunatamente, questi informazioni possono essere derivate da grazie di dati di interazione “colpevolezza al principio da associazione„, secondo cui due proteine che hanno simile partner d'interazione probabilmente sono comprese nei simili trattamenti biologici.

“Possiamo usare la nostra mappa umana del interactome per predire la funzione della proteina,„ dice Roth, che è egualmente scienziato senior all'istituto di ricerca del Lunenfeld-Tanenbaum del Sinai di salubrità del sistema. “La gente può cercare la loro proteina favorita ed ottenere le bugne circa la sua funzione dalle proteine che interagisce con.„

I dati già stanno rivelando le comprensioni importanti quali i nuovi ruoli cellulari per le proteine umane e che cosa va male al livello molecolare incitare la malattia.

In questo filone, HuRI già ha rivelato le nuove funzioni per le proteine in questione nella morte programmata delle cellule, nella versione di carico cellulare ed in altri trattamenti.

E, integrando i dati di interazione della proteina con espressione genica tessuto-specifica, i gruppi hanno potuti identificare le reti della proteina dietro lo sviluppo e la manutenzione dei tessuti differenti, rivelanti i nuovi obiettivi terapeutici per le diverse malattie genetiche compreso cancro e potenzialmente per le malattie infettive pure.

Ancora, facendo uso di HuRI come riferimento, potevano egualmente vedere come malattia-causando le varianti della proteina determini la rete che riavvolge per rivelare i meccanismi molecolari dietro quei disordini particolari.

“Il sequenziamento del genoma può identificare le varianti portate da una persona che le rendono suscettibili della malattia, ma non rivela come la malattia è causata,„ dice il PhD di Mike Calderwood, Direttore scientifico del centro per biologia di sistemi del Cancro (CCSB) al Dana-Farber Cancer Institute.

I cambiamenti nelle interazioni di una proteina è un meccanismo possibile della malattia e questa mappa fornisce un punto di partenza per studiare l'impatto delle varianti associate malattia sulle interazioni della proteina-proteina.„

Mike Calderwood, Direttore scientifico del centro per biologia di sistemi del Cancro (CCSB) al Dana-Farber Cancer Institute

I gruppi di Boston e di Toronto precedentemente hanno fatto due più piccoli studi che mappano complessivamente interazioni di ~14.000 proteine. Ora HuRI ha interrogato le proteine codificate da quasi tutti i geni umani di proteina-codifica ed in espansione la mappa quadruplo.

per creare HuRI, i ricercatori co-espressi nelle paia quasi tutte le proteine umane in celle di lievito. Quando le due proteine interagiscono, o legano uno un altro, formano un'opzione molecolare che amplifica la crescita delle cellule di lievito--un segno che un'interazione ha accaduto.

Il gruppo ha verificato tutte le al paio combinazioni possibili fra 17.500 proteine a loro capacità di interagire a vicenda in tre versioni separate ad un'di un'analisi basata a lievito, ciascuna fatta in triplice copia, ammontante ad tre miliardo prove separate di vacillamento.

I risultati hanno reso a ~53.000 la alto-fiducia interazioni binarie fra più di 8.000 proteine, che sono state verificate con altri metodi. La maggior parte delle interazioni non era stata individuata mai già.

Sebbene la più grande mappa del suo genere fin qui, la mappa rimanga incompleta, rappresentando fra 2-11 per cento di tutte le interazioni umane della proteina. Roth ha detto che quella una ragione per la quale molte interazioni sono state mancate è probabilmente perché le celle di lievito mancano di determinati fattori molecolari umano-specifici che sono necessari per la funzione adeguata della proteina.

Malgrado queste limitazioni, HuRI più di quanto è stato triplicato il numero delle interazioni conosciute fra le proteine umane e servirà da risorsa importante per la comunità di ricerca. Già 15,000 persone hanno visualizzato il portale internet di dati, che è stato costruito dalle miglia Mee, Mohamed Helmy e Gary Bader (anche nel centro di Donnelly), poiché HuRI è stato messo a disposizione su bioRxiv, un editore online di open source, nell'aprile 2019.

“Già abbiamo fatti ai lotti scaricare della gente l'intero gruppo di dati ed in modo da immagino che vediamo la ripetizione del nostro documento precedente, che già è stato citato oltre 800 volte ed è di meno che un terzo della dimensione di HuRI,„ diciamo Roth.

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